新型多功能发光三极管器件的制备方法技术

本发明专利技术提出一种新型多功能发光三极管器件的制备方法，其在发光三极管器件的外延层生长过程中，采用多次外延生长，每次外延时通过制备介质层和湿法腐蚀的方式控制器件结构；其中，制备介质层用于控制下一次外延生长的有效区域；湿法腐蚀则用于去除介质层。工艺包括了半导体光刻、半导体外延、湿法腐蚀，通过光刻制备掩膜层、在掩膜层外区域制备介质层、去除掩膜层等制备半导体层的步骤。与现有技术相比，本发明专利技术方案解决了光刻工艺中难以保证的精度问题，减小了器件制备的难度，节约了制作成本，对于提高器件制备效率具有重要意义。对于提高器件制备效率具有重要意义。对于提高器件制备效率具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
新型多功能发光三极管器件的制备方法


[0001]本专利技术属于光电子发光器件制造
，尤其涉及一种新型多功能发光三极管器件的制备方法。

技术介绍

[0002]LED具有高亮度、高光效、长寿命、高对比度，以及纳秒级的响应时间等优势。但是传统的用于照明和显示的LED技术通常需要专门的电子驱动电路。传统的电子驱动电路通常由分立器件实现，这种分立的驱动电路存在着体积庞大、有寄生参数、外围电路引起分装等问题。目前将驱动电路与LED集成在同一晶圆上是一种常用的技术手段。
[0003]目前主流的LED微显示集成驱动技术是将LED与晶体管集成进行驱动，比如MOS管、FET、BJT。双极性晶体管（BJT）器件存在着基区厚度小于发射区和集电区的特点，这一特点使得BJT与LED的集成器件在制备过程中存在着难点。常见的集成器件制备工艺是利用外延技术在衬底上进行外延，再通过半导体光刻工艺制作出器件。但是半导体光刻工艺一般都存在着误差，而双极型晶体管要求基区的厚度比较薄。随着发光显示技术的不断发展，单一发光像素的缩小化不可避免，随着单片集成器件尺寸的缩小，如何保证刻蚀的精确度成为了器件制备的一大难点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种新型多功能发光三极管器件的制备方法，其设计目的是解决光刻工艺中难以保证的精度问题，以更加简单的工艺来完成LED集成器件的制备。
[0005]工艺包括了半导体光刻、半导体外延、湿法腐蚀，通过光刻制备掩膜层、在掩膜层外区域制备介质层、去除掩膜层等制备半导体层的步骤。与现有技术相比，本专利技术方案解决了光刻工艺中难以保证的精度问题，减小了器件制备的难度，节约了制作成本，对于提高器件制备效率具有重要意义。
[0006]本专利技术具体采用以下技术方案：一种新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：在发光三极管器件的外延层生长过程中，采用多次外延生长，每次外延时通过制备介质层和湿法腐蚀的方式控制器件结构；其中，制备介质层用于控制下一次外延生长的有效区域；湿法腐蚀则用于去除介质层。
[0007]进一步地，所述介质层的生长区域通过光刻制备的掩膜层控制。
[0008]进一步地，发光三极管器件的各电极的制备区域通过光刻制备的掩膜层控制。
[0009]进一步地，所述掩膜层为光刻胶，所述介质层为SiO2。
[0010]进一步地，所述湿法腐蚀采用氢氟酸(HF)作为腐蚀剂，其反应方程式为SiO2+6HF
‑
SiF4+2H2O+H2。
[0011]进一步地，所述腐蚀剂中加入有氟化氨作为缓冲剂。
[0012]进一步地，作为优选的制备工艺，具体包括以下步骤：步骤S1: 在衬底上沉积第一N型半导体层；步骤S2: 通过光刻制作第一掩膜层，将第一N型半导体上的预定区域暴露出所述第一掩膜层外；步骤S3: 在所述第一N型半导体层和第一掩膜层上制作第一介质层；步骤S4: 去除所述第一掩膜层，在第一N型半导体层上制备第一P型半导体层；步骤S5: 通过湿法腐蚀去除所述第一介质层，通过光刻制备第二掩膜层覆盖预定区域后，在第一P型半导体层上制备第二介质层；步骤S6：去除所述第二掩膜层，在预定区域制备第二N型半导体层；步骤S7：通过湿法腐蚀去除所述第二介质层，通过光刻制备第三掩膜层覆盖预定区域后，在第二N型半导体层上依次制备半导体发光层和第二P型半导体层；步骤S8：通过光刻制备第四掩膜层，在第一N型半导体层、第一P型半导体层、第二P型半导体层的预定区域制备电极。
[0013]进一步地，所述第一P型半导体层的厚度小于第一介质层的厚度。
[0014]进一步地，所述第二N型半导体层的厚度小于第二介质层的厚度。
[0015]进一步地，所述电极的材质为Ti或Au。
[0016]本专利技术及其优选方案与现有的先统一外延，再采用半导体光刻技术在外延片上通过刻蚀的手段制作晶体管器件相比，采用的是多次外延，每次外延时通过制备介质层和湿法腐蚀的方式来控制晶体管的器件结构。这种方法避开了在半导体光刻工艺中对于刻蚀精度的严苛要求，以简单的工艺完成了器件的制备。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1至图8是本专利技术实施例发光三极管器件的制备工艺流程分步示意图：其中，图1描述了在衬底上外延第一N型半导体层；图2描述了在第一N型半导体层上制备掩膜层；图3描述了在第一N型半导体层上暴露区域制备介质层；图4描述了去除掩膜层并在掩膜层区域制备第一P型半导体层，并且保证第一P型半导体层的厚度略小于介质层厚度；图5描述了通过湿法腐蚀去除介质层，在第一P型半导体层上制备掩膜层并在暴露区域再次制备介质层；图6描述了掩膜层去除，并在暴露区域制备第二N型半导体层，第二N型半导体层的厚度要略小于介质层的厚度；图7描述了去除介质层后在第二N型半导体层上制备半导体发光层和第二P型半导体层；图8描述了在第一N型半导体层、第一P型半导体层以及第二P型半导体层上制备电极。
[0018]图中，1：第一N型半导体层；2：掩膜层；3：介质层；4：第一P型半导体层；5：第二N型半导体层；6：半导体发光层；7：第二P型半导体层；8：电极。
具体实施方式
[0019]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：如图1
‑
图8所示，本实施例提供一种用于制备新型多功能发光三极管器件的制备方法，包括如下工艺步骤；
步骤S1: 提供一半导体衬底，在衬底上沉积第一N型半导体层1；步骤S2: 通过光刻制作掩膜层2，将第一N型半导体1上预定区域暴露出掩膜层2外；步骤S3: 在第一N型半导体层1和掩膜层2上制作介质层3；步骤S4: 去除掩膜层，在第一N型半导体层1上制备第一P型半导体层4；步骤S5: 通过湿法腐蚀去除步骤S3形成的介质层，再次通过光刻制备掩膜层2覆盖预定区域后，在第一P型半导体层4上制备一层介质层3，步骤S6：去除掩膜层，在预定区域制备第二N型半导体层5；步骤S7：通过湿法腐蚀去除介质层，通过光刻制备掩膜层覆盖预定区域后，在第二N型半导体层上依次制备半导体发光层6，第二P型半导体层7，去除掩膜层；步骤S8：通过光刻制备掩膜层，在第一N型半导体层、第一P型半导体层、第二P型半导体层的预定区域制备电极8。
[0020]值得注意的是，湿法腐蚀一般采用氢氟酸反应，同时采用一定的氟化氨作为缓冲剂。另外在沉积介质层后外延的第一P型半导体层和第二N型半导体层的厚度要略小于介质层的厚度。
[0021]与现有制备方法相比，本专利技术采用湿法腐蚀的方法，无需考虑光刻刻蚀所产生的误差。相比传统的外延再刻蚀的制备方法，本方案减小了工艺难度，以简单的工艺代替了复杂的刻蚀工艺，对于增强制备成功率具有重要的意义。
[0022]本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的新型多功能发光三极管器件的制备方法，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：在发光三极管器件的外延层生长过程中，采用多次外延生长，每次外延时通过制备介质层和湿法腐蚀的方式控制器件结构；其中，制备介质层用于控制下一次外延生长的有效区域；湿法腐蚀则用于去除介质层。2.根据权利要求1所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：所述介质层的生长区域通过光刻制备的掩膜层控制。3.根据权利要求2所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：发光三极管器件的各电极的制备区域通过光刻制备的掩膜层控制。4.根据权利要求2或3所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：所述掩膜层为光刻胶，所述介质层为SiO2。5.根据权利要求1所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：所述湿法腐蚀采用氢氟酸作为腐蚀剂。6.根据权利要求1所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：所述腐蚀剂中加入有氟化氨作为缓冲剂。7.根据权利要求3所述的新型多功能发光三极管器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1: 在衬底上沉积第一N型半导体层；步骤S2: 通过光刻制作第一掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雄图，陈晶晶，郭太良，张永爱，吴朝兴，严群，孙捷，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：