[發(fā)明專利]垂直型光電子器件及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710421177.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN109004042A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙斌;賈海強(qiáng);陳弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/0304;H01L31/18
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;張磊

本發(fā)明提供了一種垂直型光電子器件，所述垂直型光電子器件從下至上依次包括：基板；背電極層；第一歐姆接觸層；有源層，其用于實(shí)現(xiàn)光電或電光轉(zhuǎn)換；第二歐姆接觸層；以及位于所述第二歐姆接觸層上的頂電極。本發(fā)明的垂直型光電子器件的背電極層還用作背反射鏡，能夠使得光線在第一歐姆接觸層和背電極層的界面處發(fā)生反射，增加了入射光線的透射率或者發(fā)射光線的出光效率，從而提高了垂直型光電子器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子器件，具體涉及一種垂直型光電子器件結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

光電子器件具有平面型和垂直型兩種不同的結(jié)構(gòu)。平面型結(jié)構(gòu)是指光電子器件的頂電極和背電極位于其承載基板的同一側(cè)，由于平面型光電子器件的兩個(gè)電極都位于承載基板的同一側(cè)，因此兩個(gè)電極的覆蓋減小了光電子器件的入射光或出射光的窗口面積，從而降低了其光電相互轉(zhuǎn)換效率。而現(xiàn)有的垂直型光電子器件的頂電極和背電極在承載基板的相對(duì)兩側(cè)，單個(gè)電極對(duì)其窗口面積的影響較小，另外電流方向垂直有源層，減小了電流阻塞作用。

對(duì)于某些光電子器件，襯底有可能具有某些缺陷。例如GaN基材料的器件通常采用藍(lán)寶石襯底進(jìn)行外延生長，但藍(lán)寶石襯底不具有導(dǎo)電性，只能制備成平面型器件結(jié)構(gòu)。對(duì)于可摻雜導(dǎo)電的襯底，可以做成垂直型器件結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的垂直型光電子器件的背電極在襯底的背面，例如在GaAs基光電子器件中，但是由于GaAs襯底的導(dǎo)熱性較差，導(dǎo)電性低，對(duì)波長小于870nm(GaAs襯底帶隙對(duì)應(yīng)的波長)的光的吸收率很高，且GaAs襯底厚度大、易碎、成本高。作為光電子器件，未被有源層吸收的光線，或者有源層發(fā)射的光線都可能被襯底所吸收，從而導(dǎo)致其光電特性較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種垂直型光電子器件，所述垂直型光電子器件從下至上依次包括：

基板；

背電極層；

第一歐姆接觸層；

有源層，其用于實(shí)現(xiàn)光電或電光轉(zhuǎn)換；

第二歐姆接觸層；以及

位于所述第二歐姆接觸層上的頂電極。

優(yōu)選的，所述背電極層與所述第一歐姆接觸層相接觸的界面具有第一圖形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述第二歐姆接觸層的上表面具有第二圖形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述垂直型光電子器件還包括位于所述第二歐姆接觸層的上表面的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的上表面是平面。

優(yōu)選的，所述第二歐姆接觸層具有供光線穿過的窗口。

優(yōu)選的，所述第二歐姆接觸層的上表面為平面，所述垂直型光電子器件還包括位于所述第二歐姆接觸層上的第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層的上表面具有第三圖形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述第一圖形結(jié)構(gòu)為所述背電極層上的多個(gè)凸起，所述光電子器件還包括位于所述背電極層和第一歐姆接觸層之間的第三介質(zhì)層，所述第三介質(zhì)層具有與所述背電極層上的多個(gè)凸起相適配的多個(gè)介質(zhì)通孔，所述背電極層的所述多個(gè)凸起位于所述多個(gè)介質(zhì)通孔中，且所述多個(gè)凸起與所述第一歐姆接觸層歐姆接觸。

優(yōu)選的，所述第一圖形結(jié)構(gòu)為所述背電極層上的多個(gè)凹槽，所述光電子器件還包括位于所述背電極層和第一歐姆接觸層之間的第四介質(zhì)層，所述第四介質(zhì)層具有與所述背電極層上的多個(gè)凹槽相適配的多個(gè)介質(zhì)凸起，所述第四介質(zhì)層上的多個(gè)介質(zhì)凸起位于所述背電極層上的多個(gè)凹槽中，且所述背電極層與所述第一歐姆接觸層歐姆接觸。

優(yōu)選的，所述第一圖形結(jié)構(gòu)或第二圖形結(jié)構(gòu)為球缺狀、半橢球狀、圓臺(tái)狀、圓錐狀、柱狀凸起或與所述球缺狀、半橢球狀、圓臺(tái)狀、圓錐狀、柱狀凸起相適配的凹槽或凹坑。