半导体结构及半导体结构的制备方法与流程

本申请涉及照明，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的制备方法。

背景技术：

1、在相关技术中，共振腔发光二极管(rcled)同时具备传统发光二极管(led)与垂直腔面激光器(vcsel)两者的优点，gan基材料共振发光二极管(rcled)凭借着稳定的物理性质与化学性质及高辐射复合效率，广泛应用于高亮度显示、通讯、探测与工业加工等技术领域。

2、但是，gan基材料共振发光二极管由于gan基材料存在异质外延的难点，目前技术中无法直接实现gan基材料以及反射镜的高质量外延，且传统技术方案中制备共振腔发光二极管时，需要多次进行剥离工艺、键合、减薄、研磨、刻蚀等多个步骤，制备步骤较为繁琐，且工艺复杂，在此过程中容易导致发光芯片受损，降低良率。

技术实现思路

1、本申请提供一种半导体结构及半导体结构的制备方法，以解决相关技术中全部或部分不足。

2、根据本申请实施例的第一方面，提供一种半导体结构，包括：

3、多个发光单元，所述发光单元包括第二衬底，所述第二衬底上设有导电层，所述导电层内包覆有第一反射镜，所述第一反射镜位于所述导电层远离所述第二衬底的一侧；

4、发光结构，所述发光结构位于所述导电层设有所述第一反射镜的一侧，所述发光结构的一端连接所述导电层与所述第一反射镜；

5、第二反射镜，所述第二反射镜位于所述发光结构远离所述第一反射镜的一侧；

6、其中，所述第一反射镜在所述第二衬底上的投影与所述第二反射镜在所述第二衬底上的投影具有重叠区域，所述第一反射镜和所述第二反射镜的材料不同。

7、作为可选的实施例，所述第二反射镜包括多对层叠设置的第一子半导体层与第二子半导体层，所述第一子半导体层与所述第二子半导体层的材料为氮化物半导体结构。

8、作为可选的实施例，所述第一子半导体层或所述第二子半导体层为多孔结构。

9、作为可选的实施例，设置多孔结构的所述第一子半导体层或设置多孔结构的所述第二子半导体层为n型掺杂的半导体材料。

10、作为可选的实施例，所述第二反射镜包括al元素，所述第一子半导体层和所述第二子半导体层中al组分不同。

11、作为可选的实施例，所述第一反射镜包括多对层叠设置的第一氧化物层与第二氧化物层。

12、作为可选的实施例，所述第一反射镜的反射率大于所述第二反射镜的反射率。

13、作为可选的实施例，

14、所述发光单元包括多个第一反射镜和一个第二反射镜，每个所述第一反射镜在所述第二衬底上的投影和所述第二反射镜在所述第二衬底上的投影都具有重叠区域；或

15、所述发光单元包括一个第一反射镜和多个第二反射镜，每个所述第二反射镜在所述第二衬底上的投影和所述第一反射镜在所述第二衬底上的投影都具有重叠区域；或

16、所述发光单元具有多个第一反射镜和多个第二反射镜，每个所述第一反射镜在所述第二衬底上的投影和每个所述第二反射镜在所述第二衬底上的投影都具有重叠区域。

17、作为可选的实施例，相邻的所述发光单元之间包括凹槽与隔离材料；所述凹槽贯穿所述第二反射镜与所述发光结构，所述隔离材料位于所述凹槽内。

18、作为可选的实施例，所述发光单元还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第一反射镜与所述发光结构之间。

19、作为可选的实施例，所述发光结构的水平截面形状包括长方形、正方形、圆形或六边形中的一种或多种的组合。

20、作为可选的实施例，多个所述发光单元共用一个所述导电层，所述导电层包覆多个所述发光单元的第一反射镜。

21、作为可选的实施例，还包括第一电极与第二电极，所述第二电极设于所述第二衬底远离所述导电层一侧，所述第一电极电连接于所述发光结构远离所述第二衬底的一端。

22、根据本申请实施例的第二方面，提供一种半导体结构的制备方法，包括：

23、提供第一衬底；

24、在所述第一衬底上依次形成第二反射镜、发光结构与第一反射镜；

25、图形化所述第一反射镜以露出所述发光结构的表面；

26、在所述发光结构远离所述第一衬底的表面形成导电层；

27、提供第二衬底，将所述第二衬底与所述导电层键合；

28、去除所述第一衬底。

29、作为可选的实施例，所述在所述第一衬底上依次形成第二反射镜、发光结构与第一反射镜前，还包括：

30、图形化所述第一衬底以形成至少一个凸台，所述第二反射镜、所述发光结构与所述第一反射镜依次形成于所述凸台上。

31、作为可选的实施例，所述去除第一衬底后，还包括：

32、图形化所述第二反射镜，每一所述第一反射镜在所述第二衬底上的投影位于每一所述第二反射镜在所述第二衬底上的投影之内。

33、作为可选的实施例，在形成所述第二反射镜后，形成所述发光结构之前，还包括：

34、对所述第二反射镜进行掺杂，并在掺杂后对所述第一反射镜进行光化学腐蚀以形成多孔结构。

35、作为可选的实施例，所述形成所述发光结构包括：

36、在所述第二反射镜远离所述第一衬底的一侧依次形成第二半导体层、发光层以及第一半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层导电类型相反。

37、作为可选的实施例，所述第一反射镜的反射率大于所述第二反射镜的反射率。

38、根据上述实施例可知，本发明提供的半导体结构及其制备方法可有效简化制备步骤及难度，确保反射镜和发光结构的高质量外延，提高反射镜和发光结构的晶体质量以提高发光效率。

39、应当理解的是，以上的一般描述与后文的细节描述仅是示例性与解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二反射镜(23)包括多对层叠设置的第一子半导体层(231)与第二子半导体层(232)，所述第一子半导体层(231)与所述第二子半导体层(232)的材料为氮化物半导体结构。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一子半导体层(231)或所述第二子半导体层(232)为多孔结构。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，设置多孔结构的所述第一子半导体层(231)或设置多孔结构的所述第二子半导体层(232)为n型掺杂的半导体材料。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二反射镜(23)包括al元素，所述第一子半导体层(231)和所述第二子半导体层(232)中al组分不同。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一反射镜(28)包括多对层叠设置的第一氧化物层(281)与第二氧化物层(282)。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一反射镜(28)的反射率大于所述第二反射镜(23)的反射率。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，

9.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，相邻的所述发光单元之间包括凹槽(35)与隔离材料(27)；所述凹槽(35)贯穿所述第二反射镜(23)与所述发光结构(24)，所述隔离材料(27)位于所述凹槽(35)内。

10.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述发光单元还包括透明导电层(25)，所述透明导电层(25)位于所述第一反射镜(28)与所述发光结构(24)之间。

11.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述发光结构(24)的水平截面形状包括长方形、正方形、圆形或六边形中的一种或多种的组合。

12.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，多个所述发光单元共用一个所述导电层(29)，所述导电层(29)包覆多个所述发光单元的第一反射镜(28)。

13.根据权利要求1至权利要求12中任意一项所述的半导体结构，其特征在于，还包括第一电极(32)与第二电极(33)，所述第二电极(33)设于所述第二衬底(30)远离所述导电层(29)一侧，所述第一电极(32)电连接于所述发光结构(24)远离所述第二衬底(30)的一端。

14.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述在所述第一衬底(21)上依次形成第二反射镜(23)、发光结构(24)与第一反射镜(28)前，还包括：

16.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述去除第一衬底(21)后，还包括：

17.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在形成所述第二反射镜(23)后，形成所述发光结构(24)之前，还包括：

18.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成所述发光结构(24)包括：

19.根据权利要求14所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第一反射镜(28)的反射率大于所述第二反射镜(23)的反射率。

技术总结
本申请涉及一种半导体结构及半导体结构的制备方法。其中，半导体结构包括：衬底、导电层、第一反射镜、发光结构与第二反射镜。衬底上设有导电层，导电层内包覆有至少一个第一反射镜，第一反射镜的一端位于所述导电层远离所述衬底的一侧。发光结构位于导电层设有第一反射镜的一侧，发光结构的一端连接导电层与第一反射镜，第二反射镜位于发光结构远离第一反射镜的一侧；其中，第一反射镜在第二衬底上的投影与第二反射镜在第二衬底上的投影具有重叠区域，第一反射镜和第二反射镜的材料不同。本申请公开的半导体结构及其制备方法有效解决了共振腔发光二极管制备繁琐的问题，且提高了共振腔发光二极管良率。

技术研发人员：张丽旸,程凯
受保护的技术使用者：苏州晶湛半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27