[發(fā)明專利]一種MOS管控制發(fā)光二極管的器件、陣列及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010223246.7
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN102315216A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬飛;劉磊;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州東微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L27/142;H01L21/77
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1.一種MOS晶體管控制發(fā)光二極管的半導(dǎo)體器件，包括至少一個半導(dǎo)體襯底、位于所述半導(dǎo)體襯底之上形成的一個MOS晶體管和一個發(fā)光二極管(LED)，

其特征在于，

所述LED包括至少一個發(fā)光層、位于所述發(fā)光層之上的p型區(qū)域、位于所述發(fā)光層之下的n型區(qū)域；

所述MOS晶體管包括至少一個源區(qū)、一個漏區(qū)、一個襯底區(qū)和一個柵區(qū)；

所述MOS晶體管的襯底區(qū)與所述的LED發(fā)光層之上的p型區(qū)域?yàn)橥粚?，但通過隔離結(jié)構(gòu)與所述的LED的p型區(qū)域相隔離；

所述MOS晶體管的p型襯底區(qū)之下為發(fā)光層，該發(fā)光層與所述的LED的發(fā)光層相同，但通過隔離結(jié)構(gòu)與所述的LED的發(fā)光層相隔離；

所述的MOS晶體管的源極(或漏極)與所述的LED的p型區(qū)域通過金屬連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為GaN、GaP、GaAs、InGaAs、InP、SiC或者其它III-V族的半導(dǎo)體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述LED的發(fā)光層為由AlGaAs、InGaAsP、GaP、GaAsP、AlGaInP、InGaN、GaN、SiC等材料構(gòu)成的單個或多重量子阱結(jié)構(gòu)。

4.一種如權(quán)利要求1所述MOS晶體管控制發(fā)光二極管的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：

提供一個半導(dǎo)體襯底；

在所述襯底上依次形成LED的n型區(qū)域、發(fā)光層、p型區(qū)域；

刻蝕所述LED的p型區(qū)域、發(fā)光層、n型區(qū)域形成開口；

在所述開口內(nèi)填充第一種絕緣介質(zhì)形成淺槽隔離結(jié)構(gòu)；

依次淀積形成第一層絕緣薄膜、第一層導(dǎo)電薄膜；

刻蝕所述第一層絕緣薄膜、第一層導(dǎo)電薄膜形成MOS晶體管的柵區(qū)；

進(jìn)行離子注入，形成MOS晶體管的源區(qū)和漏區(qū)；

刻蝕所述LED的p型區(qū)域、發(fā)光層、n型區(qū)域形成LED的底部電極開口；

淀積第二層絕緣薄膜，并刻蝕所述第二層絕緣薄膜形成接觸孔；

淀積第二層導(dǎo)電薄膜，并刻蝕所述第二層導(dǎo)電薄膜形成金屬接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為GaAs、InAs、InGaAs、InP、SiC或者其它III-V族材料的半導(dǎo)體。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一層絕緣薄膜為SiO₂、高k材料或者為它們之間的混合層。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一種絕緣介質(zhì)、第二層絕緣薄膜為SiO₂、Si₃N₄或者為它們之間的混合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一層導(dǎo)電薄膜為TiN、TaN、RuO₂、Ru、WSi等金屬柵材料或者為摻雜的多晶硅。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第二層導(dǎo)電薄膜為Cu、Al、TiN、Ti、Ta、TaN或者為其它金屬導(dǎo)電材料。

10.一種MOS晶體管控制發(fā)光二極管的半導(dǎo)體器件陣列，其特征在于，由多個權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件組成一個半導(dǎo)體器件陣列，所述MOS晶體管的漏極(或源極)與陣列中的多條位線中的任意一條相連接，所述MOS晶體管的柵極與陣列中的多條字線中的任意一條相連接，所述LED的負(fù)極與陣列中的多條地線中的任意一條相連接。

11.一種MOS晶體管控制發(fā)光二極管的半導(dǎo)體器件，包括至少一個半導(dǎo)體襯底、位于所述半導(dǎo)體襯底之上形成的一個MOS晶體管和一個發(fā)光二極管(LED)，

其特征在于，

所述LED包括至少一個發(fā)光層、位于所述發(fā)光層之上的p型區(qū)域、位于所述發(fā)光層之下的n型區(qū)域；

所述MOS晶體管包括至少一個源區(qū)、一個漏區(qū)、一個襯底區(qū)和一個柵區(qū)；

所述MOS晶體管的襯底區(qū)與所述的LED發(fā)光層之上的p型區(qū)域?yàn)橥粚樱ㄟ^隔離結(jié)構(gòu)與所述的LED的p型區(qū)域相隔離；

所述MOS晶體管的p型襯底區(qū)之下為發(fā)光層，該發(fā)光層與所述的LED的發(fā)光層相同，但通過隔離結(jié)構(gòu)與所述的LED的發(fā)光層相隔離；

所述的MOS晶體管的源極(或漏極)與所述的LED的n型區(qū)域通過金屬連接。