光电器件制造方法与流程

技术特征：
1.一种光电器件制造方法，包括以下步骤：a)将有源光敏二极管堆叠件(103)布置在第一衬底(101)上；b)将有源发光二极管堆叠件(113)布置在第二衬底(111)上；c)在步骤a)和步骤b)之后，将所述有源光敏二极管堆叠件(103)转移到所述有源发光二极管堆叠件(113)上，然后去除所述第一衬底(101)；以及d)在步骤c)之后，将包括所述有源光敏二极管堆叠件(103)和所述有源发光二极管堆叠件(113)的组件转移到先前形成在第三半导体衬底的内部和顶部的集成控制电路(151)上，然后去除所述第二衬底(111)。2.根据权利要求1所述的方法，包括：在步骤c)之前，将金属层(115)沉积在所述有源发光二极管堆叠件(113)与所述第二衬底(111)相对的表面上的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤c)处，所述有源光敏二极管堆叠件(103)通过直接键合而被键合到所述有源发光二极管堆叠件(113)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤c)处，在将所述有源光敏二极管堆叠件(103)转移到所述有源发光二极管堆叠件(113)上的期间，所述有源光敏二极管堆叠件(103)在所述第一衬底(101)的整个表面上连续延伸，并且所述有源发光二极管堆叠件(113)在所述第二衬底(111)的整个表面上连续延伸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述有源光敏二极管堆叠件(103)包括例如由iii-v族材料制成的至少一个无机半导体层，并且其中所述有源发光二极管堆叠件(113)包括例如由iii-v族材料制成的至少一个无机半导体层。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述有源光敏二极管堆叠件(103)包括：第一半导体层(103a)、第二半导体层(103b)和第三半导体层(103c)，第二层(103b)被布置在第一层(103a)与第三层(103c)之间，并且在步骤c)结束时，第三层(103c)被布置在所述有源发光二极管堆叠件(113)的一侧上。7.根据权利要求6所述的方法，包括：对所述第一层(103a)的局部部分(125)进行p型掺杂的步骤，所述部分定义了器件的光敏二极管(171)的阳极区域。8.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述第一层(103a)的局部部分(125)进行p型掺杂的所述步骤在步骤c)之后并且在步骤d)之前进行实施。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在对所述第一层(103a)的局部部分(125)进行p型掺杂的所述步骤之后并且在步骤d)之前，在所述第一层(103a)的所述局部部分(125)的顶部并与所述局部部分(125)接触而形成连接金属化件(127)的步骤。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：在步骤c)之后且在步骤d)之前，形成穿过所述有源光敏二极管堆叠件(103)的导电通孔(129)的步骤。11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤d)处，所述导电通孔(129)被电连接到集成电路(151)的金属连接焊盘。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括：在步骤d)之后，对所述有源发光二极管堆叠件(113)进行局部刻蚀以在所述有源发光二极管堆叠件中形成多个拼贴件(161)的步骤，每个拼贴件定义了一个发光二极管。13.根据权利要求12所述的方法，包括：在所述发光二极管(161)中的至少一些上形成颜色转换元件(181(a)、181(b))。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述发光二极管中的至少一个(161(a))的顶部有光致发光转换元件(181(a))，其适于将由所述发光二极管发射的光转换成可见波长，并且所述发光二极管中的至少另一个(161(b))的顶部有光致发光转换元件(181(b))，其适于将由所述发光二极管发射的光转换成所述有源光敏二极管堆叠件的灵敏度的波长范围内的光辐射，优选为红外辐射。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述发光二极管(161)中的至少一个的顶部没有光致发光转换元件。16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述光致发光转换元件(181(a)、181(b))是基于量子点或基于钙钛矿材料来形成的。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，包括：在步骤d)之后，将临时支撑衬底(210)键合到所述有源发光二极管堆叠件(113)与集成电路(151)相对的一侧上的步骤，接着是将包括所述集成电路(151)、所述有源光敏二极管堆叠件(103)和所述有源发光二极管堆叠件(113)的组件切割成多个基本芯片(232)的步骤。18.根据权利要求17所述的方法，还包括：将所述基本芯片(232)转移并键合到器件的转移衬底(250)上的步骤，接着是去除所述临时支撑衬底(210)的步骤。19.一种光电器件，包括转移衬底(250)和多个基本芯片(232)，所述基本芯片(232)被键合并且被电连接到所述转移衬底(250)，每个基本芯片(232)包括堆叠件，所述堆叠件从所述转移衬底(250)的上表面开始依次包括：形成在半导体衬底的内部和顶部的集成控制电路(151)、包括至少一个光敏二极管(171)的光电探测级(201)、以及包括至少一个发光二极管(161)的发射级(203)。20.根据权利要求19所述的器件，其中，在每个基本芯片中，所述光电探测级(201)被布置在所述集成控制电路(151)与所述发射级(203)之间，并且其中所述至少一个光敏二极管(171)具有在所述发射级(203)的一侧布置的半导体阴极层(103c)和在所述集成控制电路(151)的一侧布置的半导体阳极层(103a)。21.一种系统，包括：通过根据权利要求1至18中任一项所述的方法而形成的光电器件(300)，和适于发射所述有源光敏二极管堆叠件(103)的灵敏度的波长范围内的光辐射的光源，所述光辐射优选为红外辐射。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述光源是远程源(310)。23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述光源被集成到所述光电器件(300)，并且包括形成在所述有源发光二极管堆叠件(113)中的至少一个发光二极管(161(b))。

技术总结
本描述涉及一种光电器件制造方法，包括以下步骤：a)将有源光敏二极管堆叠件(103)布置在第一衬底上；b)将有源发光二极管堆叠件(113)布置在第二衬底上；c)在步骤a)和步骤b)之后，将有源光敏二极管堆叠件(103)转移到有源发光二极管堆叠件(113)上，然后去除第一衬底；以及在步骤c)之后，将包括有源光敏二极管堆叠件(103)和有源发光二极管堆叠件(113)的组件转移到先前形成在第三半导体衬底的内部和顶部的集成控制电路(151)上，然后去除第二衬底。衬底。衬底。


技术研发人员：弗朗索瓦
受保护的技术使用者：原子能与替代能源委员会
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/11/22