专利名称：基于结晶弛豫结构的固态发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及固态发光器件以及用于制造这种固态发光器件的方法。
背景技术：
在从传统照明系统到光通信系统的广泛的应用中使用固态发光器件，比如，发光二极管(LED)和固态激光器。特别地，基于氮化物的LED使得能够出于一般照明目的使用LED。然而，这种器件的发射效率对于高于480nm的波长显著下降。一种补偿这一点的方式是:使用蓝光发射LED，以使得通过与磷光材料的交互作用将所发射的蓝光的一部分转换为绿黄光。然而，磷光转换在从较高能量辐射至较低能量辐射的转变期间经受多种转换损耗机制，从而导致有限的转换效率，同时，发射峰形也展宽。因此，LED直接在可见光谱的绿至红部分中发射将提供显著优点，比如消除转换损耗和改进颜色可调性。例如，基于氮化镓(GaN)的光源可以适于向可见光谱的红端移位发射波长。W02008/078297公开了一种用于制造被配置为发射光的多个波长的基于GaN的半导体发光器件的方法。这是通过从具有多个开口的掩模层形成多个柱来实现的，其中，每个柱包括布置在η型区与P型区之间的发光层。所发射的波长由柱的直径控制。
发明内容
考虑到上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于制造固态发光器件的改进方法，并且特别地，提供一种使得能够制造发射可见光谱的绿色至红色部分中的波长的器件的用于制造固态发光器件的改进方法。因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造具有多个光源的固态发光器件的方法，所述方法包括以下步骤:提供具有生长表面的衬底；在所述生长表面上提供掩模层，所述掩模层具有多个开口，通过所述多个开口，暴露所述生长表面，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μ m，以及其中，所述掩模层包括第一掩模层部分和第二掩模层部分，所述第一掩模层部分和所述第二掩模层部分具有相同表面积并包括多个开口，其中，所述第一掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同；在所述掩模层的开口的每一个中，在所述生长表面上生长基底结构；以及在所述基底结构中的每一个的表面上生长至少一个光生成量子阱层。在当前上下文中，术语“固态发光器件”应当理解为基于半导体的发光器件，例如光致发光器件、LED、激光二极管或垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。在当前上下文中，光源应当理解为在电驱动器件中通过直接发射或在无源器件中通过跟随光激励的光致发光反应来发射光的每个个体结构。光生成量子阱(QW)层是具有比周围材料更低的能带隙的材料的薄层，从而形成势阱。当电荷载流子在带隙之上复合时，生成光，并且，带隙的尺寸确定所发射的光的波长。可以在电驱动器件中通过电注入或在无源器件中通过光激励来提供电荷载流子。通过在至少部分弛豫的基底结构上生长光生成量子阱层，可以实现各材料成分，并从而在量子阱层中实现在非弛豫表面上不可能实现的带隙能量。因此，提供至少部分弛豫的基底结构促进了量子阱层的生长，其具有在非弛豫表面上不能实现的期望的发光属性。特别地，可以生长在可见光谱的红色部分中具有发射峰值的量子阱。同样地，可以生长在基底结构中堆叠的多个量子阱，以制造发光器件，例如LED、激光二极管和VCSEL。此外，限制开口尺寸以实现弛豫结构的生长还使得能够使用非晶格匹配衬底，否则，将导致在生长更大结构或连续膜时常出现的应力相关问题。
本发明基于以下认识:可以通过控制开口的相对尺寸和分隔距离，尤其通过控制暴露的生长表面积与掩模层面积之间的比率，来控制在一定尺寸的开口中的生长表面上外延生长的基于结晶弛豫结构的光源的属性。
由于至少部分弛豫的基底结构允许具有与可能在应变材料上生长的属性不同的属性的光生成量子阱层的后续生长，因此期望实现这种结晶弛豫基底结构。假设开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μ m，那么局部表面弛豫将减小或消除否则将由于生长表面的晶格常数与基底结构的晶格常数之间的晶格失配而引起的应力。例如多边形的最大横向尺寸是最大对角线，即，将多边形的两个不同非顺序角相连接的最大线段。用以实现弛豫基底结构的开口中每一个的最大可允许尺寸用于由材料参数(比如，杨氏模量和晶格常数)确定的所选材料组合。
从量子阱发射的光的波长与量子阱厚度相关，而量子阱厚度又是在生长量子阱层时使用的生长条件的结果。由于通常以气体或蒸汽形式提供前体，因此可以假定前体在沉积期间均匀地到达公共旋转晶片配置中的晶片的整个表面。由于生长仅发生在基底结构上而不发生在掩模层表面上，因此沉积到掩模层表面上的前体材料向包含基底结构的开口迁移，在此处对量子阱生长作出贡献。因此，暴露的和未暴露的生长表面积之间的比率确定了对生长量子阱层来说可用的前体材料的量。由此，晶片的暴露了生长表面的较大比例的部分导致比在晶片的暴露了生长表面的较小比例的部分上更薄的量子阱。
因此，开口的尺寸与分隔相结合则将确定相对生长速率，并由此确定在特定基底结构上生长的QW的厚度。因此，开口尺寸和分隔距离的组合是用于调节QW厚度并由此调节来自特定光源的发射颜色的强力手段。
可以提供充当载体的衬底。有利地，衬底可以是使得能够接触衬底的背面的导电材料的晶片。更具体地，衬底可以包括从由以下各项构成的组中选择的材料:GaN、蓝宝石、硅、SiC, Zn。、ScN, TiN, HfN, AIN、ZrB2, HfB2, NbB2' BP、GaAs, GaP、LiGaO2' NdGaO3' LiAlO2'ScMgAlO4、石槽石和尖晶石。
可以在衬底的上表面上提供生长表面，在上表面处，生长表面促进期望的弛豫基底结构的生长。在当前上下文中，有利地，生长表面可以是适于基于II1-V族半导体的材料的外延生长的表面，更具体地，生长表面可以适于基于GaN的材料的外延生长。对于电驱动器件，可以使用基于GaN的η掺杂生长层。
可以在生长表面上方布置掩模层，并且可以在掩模层中创建暴露生长表面的开口。有利地，掩模层可以是绝缘的，如基于SiO2的材料的情况那样。掩模层还可以是从诸如SiNx、TiO2, ZrO2或者类似氧化物、氮化物或碳化物之类的广泛的绝缘材料中选择的。
基底结构的外延生长开始于暴露的生长表面，这意味着:在掩模层的表面上不发生生长。因此，掩模层中的开口限定了在何处生长基底结构。基底结构的主要目的是充当光生成量子阱层的后续生长的基底，所述光生成量子阱层可在基底结构的表面上生长为连续膜。对于电驱动固态照明器件而言，优选地，基底结构是η掺杂的。
还应当注意，对于光致发光器件，并不严格要求量子阱。在光致发光器件中，基底结构可以是发光结构，尽管在这种器件中，量子阱也可以用于发光属性的附加控制。
根据本发明的一个实施例，所述多个开口具有基本上相同的尺寸，并且相邻开口之间的距离在所述第二掩模层部分中比在所述第一掩模层部分中更大。因此，在单个晶片上可以将量子阱属性调整为在器件的不同部分中不同，同时在所述第一和第二部分中使用基本上相同的开口尺寸。不用说，可以存在在开口之间具有互不相同的距离的多于两个的掩模层部分。
这提供了在相同表面上同时产生发射不同波长的光源的组合、同时能够使用最优开口尺寸以使得在期望时可以在所有开口中生长弛豫基底结构的高度灵活的方式。
用稍微不同的话来说，基本上相同尺寸的开口的密度可以在第一和第二掩模层部分中不同。例如，开口可以是基本上规则地布置的，并且间距可以在这两个部分之间变化。
例如，开口之间的距离可以在第二掩模层部分中比在第一掩模层部分中大至少10%，从而可以实现实质颜色区别，同时仍在弛豫基底结构上生长光生成量子阱层。通过局部改变开口的分隔距离和/或开口尺寸，可以局部调节所发射的波长。通过在器件的相对较大的区域(足够大以被单独接触)之上这样做，该器件变成分段的，并从而变成颜色可调节的。另一方面，通过随机或准随机地改变开口尺寸和分隔中的任一个或这两者从而改变QW厚度，可以获得具有不同波长的光源的高度均匀的混合，这在从均匀性观点来看高度需要的应用中可以作为优势。此外，由于使用弛豫基底结构，调整发射的可能性与发射覆盖可见光谱的波长的可能性相结合使得可以生产发射白光的LED器件。
根据本发明的另一实施例，所述多个开口中的每个开口具有多边形形状，其中，开口的至少一个边与所述生长表面的结晶取向基本上平行地对准。
开口的形状将对约束从多边形形状的开口生长的多面体的晶体平面的晶格结构有影响。基底结构中的不同晶体平面可以拥有不同生长属性，从而导致所生长的光生成量子阱层的不同材料成分或层厚度。量子阱的不同材料成分或厚度可以导致发射波长的移位。与基底结构的不同晶体平面相对应的量子阱属性中的区别可以相对较小，并将在这种情况下主要导致总发射峰值的明显展宽。更宽的发射峰值导致更连续的发射光谱，从而导致所发射的光的更好的颜色感知度。作为示例，具有不同属性的不同晶体平面的效果将对被形成为截棱锥的多面体来说是明显的，其中，与在棱锥的侧壁上生长的量子阱相比，在顶表面上生长的量子阱很可能不仅展示出不同材料成分，而且展示出显著不同的生长速率。此外，对于棱锥，一旦棱锥形状开始形成，结构的总生长区域(最初为掩模中的开口)就生长，并且，当棱锥生长得超出掩模时更是如此，这意味着与表面垂直的相对生长速率开始降低。这是可以利用的，原因在于:该效果将在相对较小的分隔距离下对小尺寸的孔来说更早且在更大程度上出现。
不同平面处的QW的不同生长速率是一种可以更强地调节所发射的光的颜色的方式，这是由于这将导致不同厚度的QW。量子阱的厚度直接确定量子限制的程度，量子限制的程度进而(与材料成分和由晶格失配引起的应变相结合)确定所发射的光的波长。
此外，有利地，开口的对准可以被选择为使得基底结构的所有边相对于生长表面等值，这导致器件区域之上的更高程度的均匀性。
此外，有利地，开口的受控的形状和对准可以导致具有更少结晶缺陷的基底结构，从而降低非辐射复合中心的风险，非辐射复合中心降低器件的效率。
在开口的边与下层结晶结构之间强烈未对准的情况下，所生长的结构将部分地与各个结晶方向对准。例如，未对准的方形开口可以导致分成小面的所生长的结构，这意味着可以生长具有6或8个侧面的多面体。然而，可以允许一些未对准，这是由于所生长的结构固有地与优先生长方向对准。
在本发明的一个实施例中，有利地，开口的形状可以是六边形的。通过将所生长的基底结构的边与期望的下层结晶取向对准从而使结构的所有边等值，可以实现更高的均匀性并从而实现更加良好限定的发射波长，这在期望单色发射时可能是有利的。根据生长表面的结晶结构，开口的形状同样很可能是三角形、矩形或任何其他多边形。
根据本发明的一个实施例，所述用于制造固态发光器件的方法还可以包括以下步骤:在所述基底结构中的每一个的光生成量子阱层上提供第一接触结构，并提供与该基底结构电接触的第二接触结构。
根据本发明的一个实施例，有利地，所述第一接触结构可以包括布置在所述光生成量子阱层的表面上的电荷载流子限制层，之后紧跟限制层的表面上的导电层。所述电荷载流子限制层是形成量子阱的异质结构的一部分，其中，限制层的功能是限定量子阱的边界之一，从而提供量子阱与相邻材料之间的能量势垒。相对的量子阱边界由基底结构形成。作为示例，所述电荷载流子限制层可以是电子阻挡层，并且所述导电层可以包括具有布置在所述导电层上的接触的P掺杂空穴传导层。器件可以作为平面生长的LED而被接触，即，通过将适当接触层施加至η掺杂生长层和P掺杂顶层。
可以在器件的相对侧上形成接触，或者这些接触可以均处于器件的相同侧上。当这两个接触布置在相同侧上时，可以利用透明接触来形成该器件，并安装该器件以使得在与接触相同的侧上提取光。可替换地，接触可以是反射的并作为倒装芯片而安装，在这种情况下，从布置接触的相对侧提取光。
在本发明的一个实施例中，提供掩模层的步骤可以包括以下步骤:将掩模层材料沉积在生长表面上；以及根据预定义图案来选择性地移除掩模层材料，以形成上述开口。
根据本发明的一个实施例，有利地，可以通过纳米压印来进行所述掩模层的图案化。通过使用诸如表面共形纳米压印之类的图案化方法，可以在单个工艺步骤中在晶片规模上进行图案化。此外，可以减少或者甚至避免与其他光刻方法相关联的晶片弯曲的问题。有利地，可以在以来源于溶胶-凝胶的SiO2的形式提供的可变形硅石(silica)中压印图案，在其中形成与预定义压印模板相对应的多个凹坑。在纳米压印之后，硅石的薄残余层可以保持处于凹坑的底部处。优选地，可以通过相对于下层生长层选择性地蚀刻掩模层材料来移除残余层，其中，例如，可以使用反应离子蚀刻(RIE)来进行移除。其他图案化方法也是可用的，比如步进式光刻、电子束光刻和全息干涉光刻。将针对相应光刻方法使用合适的掩模移除方法。
根据本发明的第二方面，提供了一种固态发光器件，包括:具有生长表面的衬底；所述生长表面上的掩模层，所述掩模层具有多个开口，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μ m，以及其中，所述掩模层包括第一掩模层部分和第二掩模层部分，所述第一掩模层部分和所述第二掩模层部分具有相同表面积并包括多个开口，其中，所述第一掩模层部分展示出开口面积与掩模层面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分展示出开口面积与掩模层面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同；在所述掩模层的开口的每一个中在所述生长表面上生长的至少部分结晶弛豫的基底结构；以及在所述基底结构中的每一个的表面上生长的光生成量子阱层。
本发明的该第二方面的效果和特征大部分类似于以上结合第一实施例描述的那些效果和特征。然而，将讨论一些附加特征。
根据依照本发明的固态发光器件的实施例，有利地，所述基底结构可以突出到所述掩模层以上。所生长的基底结构并非一定受到掩模层的厚度限制，相反，取而代之，所生长的基底结构可以突出到掩模层中的开口以上并延伸到掩模层中的开口之外。对于结构已经突出到掩模层以上之后的继续生长而言，还可以沿横向方向使这些结构延伸。允许延伸的生长提供了除了关于本发明的第一方面讨论的开口的几何布置外还调节基底结构和量子阱的尺寸和几何形状的另一种可能性。
根据本发明的一个实施例，有利地，所述生长表面可以包括布置在载体衬底上的GaN或InGaN生长层。从生长层可以生长GaN或InGaN基底结构，之后紧跟InGaN量子阱层。还将可以使用其他材料组合，优选地来自基于II1-V族半导体的材料，以及更优选地来自基于氮化物的II1-N材料的子集。
现在将参照示出了本发明的示例性实施例的附图来更详细地描述本发明的这些和其他方面，在附图中: 图1是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的示例性制造方法的流程图； 图2a_h示意性地示出了图1中的流程图所示出的方法的步骤； 图3a_c示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的用于制成固态发光器件的制造方法中的中间步骤；以及 图4a_b示意性地示出了根据本发明的各个实施例的固态发光器件的替换性光源图案。
具体实施方式
在以下详细描述中，主要参照基于作为发光二极管的基底的弛豫半导体结构的生长的方法来讨论根据本发明的用于制造固态发光器件的方法的各个实施例。
应当注意，这决不限制本发明的范围，本发明同样适用于通过光致发光发射来发光的无源器件。使用以下描述的处理步骤的变型的制造方法也是可能的。作为示例，可以使用其他掩模图案化方法，比如光刻法或电子束光刻。此外，该方法同样适用于其他材料组合,主要包括来自II1-V族的基于半导体的材料的材料。此外，可以从实现外延生长的多种方法中选择生长方法，例如，可以使用MBE而不使用MOVPE。
现在将参照图1所示的流程图以及图2来描述根据本发明的实施例的示例性方法，图2示意性地示出了制造工艺的不同阶段中的器件。
在第一步骤101中，如图2a所示，提供具有生长表面204的衬底201。合适的衬底可以是蓝宝石或掺杂碳化硅(SiC)晶片。作为示例，如图2a所示，将GaN层203沉积在蓝宝石晶片202的表面上，以形成生长表面204。由通过在常用衬底上异质外延生长GaN而获得的弛豫GaN的所谓缓冲层构成的生长表面是非常合适的。该GaN层的至少顶部是η掺杂的，以制造电致发光器件。
在下一步骤102中，如图2b所示提供掩模层205。将掩模层的可变形前体层沉积在GaN生长表面上。在该实施例中，可变形前体是来源于溶胶-凝胶的Si02。
在接下来的步骤103中，对掩模层205进行图案化。图案化通过使用表面共形的纳米压印(SCIL)在单个步骤中将前体层压印在晶片的整个区域之上而进行，从而导致如图2c所示的娃石层(silica layer)中的正方形形式的凹坑。凹坑中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μπι。由于压印，在凹坑的底部处可能存在薄的残余硅石层。可以通过反应离子蚀刻来移除凹坑底部处的其余硅石，从而形成暴露GaN生长表面204的开口 206。优选地，娃石的蚀刻是相对于GaN生长表面204具有选择性的。
在生长基底结构207的后续步骤104中，如图2d中示意性地示出的，在掩模层205的开口 206的每一个之中，在暴露的GaN生长表面204上生长InGaN基底结构207。例如，InGaN生长可以在金属有机气相外延(MOVPE)反应器中进行，并且In含量由三甲基铟(TMI)与三乙基镓(TEG)前体比率确定。还可以通过在生长期间适配温度来实现In含量的变化。外延生长的InGaN基底结构207仅在GaN表面204处的开口 206中成核，并且在硅石掩模层的表面上不发生生长。由于开口 206的有限尺寸，所产生的InGaN基底结构207具有弛豫晶体结构。在使用正方形开口、以如本实施例中所述的方式生长时，基底结构207的形状是正方棱锥。根据生长时间，棱锥的顶部可能是平坦的。顶部的形状对发光器件的功能来说并不关键，并且诸如传统棱锥之类的形状同样是可能的。根据基底结构207的掩模层厚度和生长时间，基底结构207可以突出或可以不突出到掩模层205以上。在本实施例中，在聚结之前停止基底结构生长，但是原理上，将同样可以由聚结的结构制造发光器件，只要基底结构保持结晶弛豫即可。
在图2e所示的下一步骤105中，在基底结构207的表面上生长薄光生成量子阱层208。外延生长的量子阱层208仅在基底结构207上生长，并且在掩模层205的表面上不发生生长。在该实施例中，量子阱层208包括具有比基底结构207更高的In含量的InGaN。基底结构207的弛豫晶体结构导致在量子阱层208中并入在相同条件下与在非弛豫基底结构上并入的In含量相比更高的In含量。通过增加In含量，充分地减小了带隙，以允许绿或红光的发射。在另一实施例中，基底结构207可以由具有用于制造发射蓝光的光源的InGaN量子阱的GaN制成。
图2f所示的下一步骤106是电荷载流子限制层209的沉积。在本实施例中，电荷载流子限制层209包括氮化铝镓(AlGaN)电子阻挡层。
在图2g所示的下一步骤107中，沉积导电层210。导电层210的沉积包括p掺杂InGaN层的沉积以及之后紧跟p++掺杂InGaN层的沉积。
在图2h中示出了根据本发明的实施例的方法中的最终步骤108，其中，以导电接触材料(例如ITO (铟锡氧化物)或Pd/Au)的形式沉积接触层211。随后可以使用传统加工来限定P接触和η接触。可以通过在顶层中蚀刻的孔或者经由η掺杂侧处的衬底移除和接触来实现与器件的η掺杂侧的接触。所得到的固态照明器件自身可以是连续的或分段的，以实现在器件区域之上对各个(基底)结构的区别化接触。
图3a示出了具有图案301的器件，其中，掩模层中的开口 206的尺寸和分隔距离在器件的表面上是变化的。通过如概述的那样改变开口 206的尺寸和分隔距离，可以将所产生的光源调整为在不增加任何工艺步骤的情况下在相同晶片上发射不同波长。一般地，如图3a的顶部302中所示，具有更小的开口与掩模比率导致更厚的量子阱层，这进而给出与具有更大的开口与掩模比率的区域303相比更高波长处的发射。作为示例，通过将多个波长进行组合，可以制造发射白光的器件。作为另一示例，通过分段和分别接触发射不同波长的区域，可以制成颜色可调的器件。
图3b示出了在基底结构的生长之前掩模层205中的暴露生长表面204的开口206。
图3c示意性地示出了具有相同大尺寸的开口的器件，但是其中，开口的分隔距离在器件的不同区域中不同。特别地，在第一区域(302)中，开口之间的距离比在第二区域(303)中更大，这导致开口的不同密度。
图4a示意性地示出了掩模层中的开口的可能形状，其中，六边形形状402实现了在下层生长表面中沿特定晶体方向的对准。作为示例，示出了生长表面的两个示意性晶体方向(^和(32。还示出了:可以将六边形开口对准，使得其具有与晶体方向基本上平行的边(404、405)。通过将所生长的基底结构的边与期望的下层结晶取向对准从而使该结构的所有边等值，可以实现更高的均匀性并从而实现更加可控的发射属性。当如图4b所示在六边形图案403中包入了六边形开口 402时，可以获得甚至更高程度的均匀性，此时，相邻六边形之间的距离也可以被选择为恒定。
作为示例，沿GaN表面上的低指数取向将开口的六边形配置对准意味着:所有开口壁将沿着(10-10)或(11-20)方向。
作为另一示例，沿GaN的C平面上的主要低指数结晶轴取向的三角形开口将导致等效晶体平面的明确定义的结晶生长。
作为又一示例，当在蓝宝石的均展示出矩形对称的M平面、A平面或R平面上生长结构时，最初生长平面的至少两个不同集合，并可以通过选择开口的尺寸形状和取向来调节平面之间的比率。
本领域技术人员认识到，本发明决不限于以上描述的优选实施例。相反，许多修改和变型在所附权利要求的范围内是可能的。例如，根据本发明的方法还可以用于制造垂直腔发射激光器(VCSEL)和激光二极管(LD)。此外，已经根据上述方法制造了 LED，但利用不同材料成分来制造是同样可能的。此外，通过省略η型和P型掺杂以及接触层，所产生的结构非常适于充当具有关于如上所述的波长调节和选择的大多数属性的光致发光发射器。这样的材料可以直接由合适的UV或蓝光发射光源照明或者通过波导结构而被照明。此外，一般而言，通过提供具有与晶格参数和应变水平相关的期望属性的用于生长的表面，本发明的基本原理还可以适用于基于半导体的器件的制造，所述半导体是基于II1-V族的。
权利要求
1.一种用于制造具有多个光源的固态发光器件的方法，所述方法包括以下步骤: 提供具有生长表面(204)的衬底(201)； 在所述生长表面上提供掩模层(205)，所述掩模层具有多个开口(206)，通过所述多个开口(206),暴露所述生长表面(204),其中，所述开口(206)中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μ m,以及其中，所述掩模层(205)包括第一掩模层部分(302)和第二掩模层部分(303),所述第一掩模层部分(302)和所述第二掩模层部分(303)中的每一个包括暴露所述生长表面(204)的多个开口(206)， 其中，所述第一掩模层部分(302)展示出所述生长表面(204)的暴露面积与所述生长表面(204)的未暴露面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分(303)展示出所述生长表面(204)的暴露面积与所述生长表面(204)的未暴露面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同； 在所述掩模层(205 )的所述开口( 206 )中的每一个中，在所述生长表面(204)上生长基底结构(207);以及 在所述基底结构(207)中的每一个的表面上生长至少一个光生成量子阱层(208)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个开口具有基本上相同的尺寸，以及其中，相邻开口之间的距离在所述第二掩模层部分(303)中比在所述第一掩模层部分(302)中更大。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个开口(206)中的每一个开口具有多边形形状，其中，所述开口的至少一个边与所述生长表面(204)的结晶取向基本上平行地对准。
4.根据前述权利 要求中任一项所述的方法，其中，所述开口是六边形的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤:在所述基底结构中的每一个的光生成量子阱层(207)上提供第一接触结构，并提供与该基底结构电接触的第二接触结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，提供第一接触结构的步骤包括以下步骤: 在所述光生成量子阱层(208)的表面上生长电荷载流子限制层(209)； 在所述电荷载流子限制层(209)的表面上提供导电层(210);以及 提供与所述导电层的接触。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述提供掩模层(205)的步骤包括以下步骤: 将掩模层材料沉积在所述生长表面上；以及 选择性地移除掩模层材料以形成所述开口(206)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述选择性地移除的步骤包括以下步骤: 通过经由纳米压印在所述掩模层(205)中产生多个凹坑，对所述掩模层(205)进行图案化；以及 通过相对于所述生长表面材料选择性地蚀刻所述掩模层材料，在所述凹坑的底部处移除所述掩模层材料，以形成暴露所述生长表面(204)的所述开口(206)。
9.一种固态发光器件,包括: 具有生长表面(204)的衬底(201)；所述生长表面(204)上的掩模层(205)，所述掩模层(205)具有多个开口(206)，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μ m，以及其中，所述掩模层(205)包括第一掩模层部分(302 )和第二掩模层部分(303 )，所述第一掩模层部分(302 )和所述第二掩模层部分(303)中的每一个包括多个开口(206)， 其中，所述第一掩模层部分(302)展示出开口面积与掩模层面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分(303)展示出开口面积与掩模层面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同； 在所述掩模层(205 )的所述开口( 206 )中的每一个中，在所述生长表面(204)上生长的至少部分结晶弛豫的基底结构(207);以及 在所述基底结构(207)中的每一个的表面上生长的光生成量子阱层(208)。
10.根据权利要求9所述的固态发光器件，其中，所述多个开口具有基本上相同的尺寸，以及其中，相邻开口之间的距离在所述第二掩模层部分(303)中比在所述第一掩模层部分(302)中更大。
11.根据权利要求9或10所述的固态发光器件，其中，所述多个基底结构(207)中的每一个具有多边形形状，其中，所述多边形的至少一个边与所述生长表面(204)的结晶取向基本上平行地对准。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的固态发光器件，还包括:第一接触结构，布置在所述基底结构(207)中的每一个的光生成量子阱层(208)上；以及第二接触结构，与该基底结构电接触。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的固态发光器件，其中，所述基底结构(207)中的每一个突出到所述掩模层(205)以上。
14.根据权利要求9至 13中任一项所述的固态发光器件，其中，所述生长表面(204)和基底结构(207)中的至少一个包括GaN或InGaN。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的固态发光器件，其中，所述量子阱层(208)包括 InGaN。
全文摘要
本发明公开了一种用于制造具有多个光源的固态发光器件的方法，所述方法包括以下步骤提供具有生长表面的衬底；在所述生长表面上提供掩模层，所述掩模层具有多个开口，通过所述多个开口，暴露所述生长表面，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3μm，以及其中，所述掩模层可以包括第一掩模层部分和第二掩模层部分，所述第一掩模层部分和所述第二掩模层部分具有相同表面积并包括多个开口，其中，所述第一掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同；在所述掩模层的开口的每一个中，在所述生长表面上生长基底结构；以及在所述基底结构中的每一个的表面上生长至少一个光生成量子阱层。
文档编号H01L21/02GK103190005SQ201180053408
公开日2013年7月3日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年11月4日
发明者A.R.巴肯恩德, M.A.维斯楚尤伦, G.伊明克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司