光电器件制造方法与流程

1.本公开总体上涉及光电器件领域，并且更具体地，旨在制造兼备光发射功能和光捕捉功能的光电器件的方法。


背景技术：

2.各种应用很可能受益于兼备光发射功能和光捕捉功能的光电器件。这样的器件例如可用于形成交互式显示屏。


技术实现要素：

3.实施例的目的在于克服用于形成兼备光发射功能和光捕捉功能的光电器件的已知解决方案的全部或部分缺点。
4.实施例提供了一种光电器件制造方法，包括以下步骤：
5.a)将有源光敏二极管堆叠件(stack)布置在第一衬底上；
6.b)将有源发光二极管堆叠件布置在第二衬底上；
7.c)在步骤a)和步骤b)之后，将有源光敏二极管堆叠件转移到有源发光二极管堆叠件上，然后去除第一衬底；以及
8.d)在步骤c)之后，将包括有源光敏二极管堆叠件和有源发光二极管堆叠件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上，然后去除第二衬底。
9.根据实施例，该方法包括：在步骤c)之前，将金属层沉积在有源发光二极管堆叠件与第二衬底相对的表面上的步骤。
10.根据实施例，在步骤c)处，有源光敏二极管堆叠件通过直接键合(bond) 而被键合到有源发光二极管堆叠件。
11.根据实施例，在步骤c)处，在将有源光敏二极管堆叠件转移到有源发光二极管堆叠件上的期间，有源光敏二极管堆叠件在第一衬底的整个表面上连续延伸，并且有源发光二极管堆叠件在第二衬底的整个表面上连续延伸。
12.根据实施例，有源光敏二极管堆叠件包括例如由iii-v族材料制成的至少一个无机半导体层，并且有源发光二极管堆叠件包括例如由iii-v族材料制成的至少一个无机半导体层。
13.根据实施例，有源光敏二极管堆叠件包括第一、第二和第三半导体层，第二层被布置在第一层和第三层之间，并且在步骤c)结束时，第三层被布置在有源发光二极管堆叠件的一侧上。
14.根据实施例，该方法包括：对第一层的局部部分进行p型掺杂的步骤，该部分定义了该器件的光敏二极管的阳极区域。
15.根据实施例，对第一层的局部部分进行p型掺杂的步骤在步骤c)之后和在步骤d)之前来实施。
16.根据实施例，该方法包括：在对第一层的局部部分进行p型掺杂的步骤之后和在步
骤d)之前，在第一层的局部部分的顶部并与其接触而形成连接金属化件的步骤。
17.根据实施例，该方法还包括：在步骤c)之后和在步骤d)之前，形成穿过有源光敏二极管堆叠件的导电通孔的步骤。
18.根据实施例，在步骤d)处，导电通孔被电连接到集成电路的金属连接焊盘。
19.根据实施例，该方法还包括：在步骤d)之后，对有源发光二极管堆叠件进行局部刻蚀以在有源发光二极管堆叠件中形成多个拼贴件(tile)的步骤，每个拼贴件定义了一个发光二极管。
20.根据实施例，该方法包括：在至少一些发光二极管上形成颜色转换元件。
21.根据实施例，发光二极管中的至少一个的顶部有光致发光(photoluminescent) 转换元件，该光致发光转换元件适于将由发光二极管发射的光转换成可见波长，并且发光二极管中的至少另一个的顶部有光致发光转换元件，该光致发光转换元件适于将由发光二极管发射的光转换成有源光敏二极管堆叠件的灵敏度波长范围内的光辐射，优选为红外辐射。
22.根据实施例，发光二极管中的至少一个的顶部没有光致发光转换元件。
23.根据实施例，光致发光转换元件是基于量子点或钙钛矿(perovskite)材料来形成的。
24.根据实施例，该方法包括：在步骤d)之后，将临时支撑衬底键合到有源发光二极管堆叠件与集成电路相对的一侧上的步骤，接着是将包括集成电路、有源光敏二极管堆叠件和有源发光二极管堆叠件的组件切割成多个基本芯片的步骤。
25.根据实施例，该方法还包括：将基本芯片转移并键合到该器件的转移衬底上的步骤，然后是将临时支撑衬底去除的步骤。
26.另一实施例提供了一种光电器件，包括转移衬底和多个基本芯片，该基本芯片被键合并电连接到转移衬底，每个基本芯片包括一个堆叠件，该堆叠件从转移衬底的上表面开始依次包括：形成在半导体衬底内部和顶部的集成控制电路、包括至少一个光敏二极管的光电探测级、以及包括至少一个发光二极管的发射级。
27.根据实施例，在每个基本芯片中，光电探测级被布置在集成控制电路与发射级之间，并且光敏二极管具有在发射级一侧布置的半导体阴极层和在集成控制电路一侧布置的半导体阳极层。
28.另一实施例提供了一种系统，该系统包括：通过如上文所定义的方法而形成的光电器件，和适于发射有源光敏二极管堆叠件的灵敏度波长范围内的光辐射的光源，该光辐射优选为红外辐射。
29.根据实施例，光源是远程源。
30.根据实施例，光源被集成到光电器件，并且包括形成在有源发光二极管堆叠件中的至少一个发光二极管。
附图说明
31.前述特征和优点以及其他特征和优点将参照附图在对通过说明而非限制性的方式给出的具体实施例的以下描述中进行详细描述，在附图中，
32.图1a、图1b、图1c、图1d、图1e、图1f、图1g、图1h、图1i、图1j 和图1k是说明了根据
实施例的光电器件制造方法的示例的连续步骤的截面图；
33.图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f和图2g是说明了根据实施例的制造光电器件的方法的示例的其他连续步骤的截面图；
34.图3示意性地示出了根据实施例的包括光电器件的系统的示例；
35.图4是示意性地且部分地说明了根据实施例的光电器件的另一示例的截面图；以及
36.图5是示意性地且部分地说明了图4的器件的替代实施例的截面图。
具体实施方式
37.在各图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，在各种实施例中共同的结构特征和/或功能特征可具有相同的附图标记，并且可设置同一结构、尺寸和材料属性。
38.为了清楚起见，仅详细地说明和描述了对于理解本文所描述的实施例有用的步骤和元件。特别地，没有详细地描述所述器件的光敏二极管、发光二极管 (led)和集成控制电路的形成，基于本描述的功能指示，这些元件的详细实施方式在本领域技术人员的能力范围内。此外，没有详细地描述所述实施例可能具有的各种应用，所描述的实施例与很可能受益于兼备光发射功能和光捕捉功能(光电探测)的器件的全部或大部分应用相兼容。
39.除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，而当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者它们可以经由一个或多个其他元件被耦合。
40.在下文的描述中，当提及诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左边”、“右边”等限定绝对位置的术语，或诸如术语“上面”、“下面”、“上部”、“下部”等相对位置的术语，或提及诸如术语“水平”、“垂直”等限定方向的术语，除非另有说明，否则这指的是附图的方向。
41.除非另有说明，否则表述“大概(around)”、“近似(approximately)”、“大致上(substantially)”和“大约(in the order of)”表示在10％以内，优选在5％以内。
42.根据实施例的一方面，为了形成一种兼备光发射功能和光电探测功能的光电器件，提供实施以下步骤：
43.a)将有源光敏二极管堆叠件布置在第一衬底上；
44.b)将有源led堆叠件布置在第二衬底上；
45.c)在步骤a)和b)之后，将有源光敏二极管堆叠件转移到有源led堆叠件上，然后去除第一衬底；以及
46.d)在步骤c)之后，将包括有源光敏二极管堆叠件和有源led堆叠件的组件转移到先前形成在第三衬底的内部和顶部的集成控制电路上，然后去除第二衬底。
47.图1a-1k是说明了实施这种方法的非限制性示例的连续步骤的截面图。基于本描述的指示，不同的变型在本领域技术人员的能力范围内。
48.图1a在其上部示意性地说明了在衬底101的上表面上形成有源光敏二极管堆叠件103的步骤结束时所获得的结构。
49.堆叠件103优选是无机半导体层的堆叠件。堆叠件103例如包括由iii-v族半导体材料制成的一个或多个层。堆叠件103例如是在红外或近红外敏感的有源光电二极管堆叠
件。作为变型，堆叠件103是在可见光中敏感的有源光电二极管堆叠件。作为示例，堆叠件103从衬底101的上表面开始依次包括：非有意掺杂的磷化铟(inp)的层103a、例如本征n型掺杂或轻n型掺杂(例如，大约10
15
个原子/cm3)的砷化铟镓(ingaas)的吸收层103b、以及n型掺杂磷化铟(inp)的层103c。作为示例，层103c的n型掺杂级在10
16
至10
18
个原子 /cm3范围内。在该示例中，层103b通过其下表面与层103a的上表面接触，并且层103c通过其下表面与层103b的上表面接触。
50.衬底101例如由磷化铟制成。层103a、103b和103c可以通过外延而连续形成在衬底101的上表面上。这么说来，衬底101是生长衬底。缓冲层(未示出，例如由磷化铟制成)可能在衬底101与层103a之间形成分界面(interface)。缓冲层例如通过其下表面与衬底101的上表面接触，并且通过其上表面与层103a 的下表面接触。在层103a、103b和103c的形成之前，缓冲层也可以通过外延而从衬底101的上表面形成。
51.作为变型，并非通过外延而在衬底101的上表面上形成有源光敏二极管堆叠件103，有源堆叠件可以按相反的顺序形成在生长衬底上(未示出)，然后被转移并键合到衬底101上。在这种情况下，层103c、103b和103a通过外延而连续形成在生长衬底的表面上。例如由磷化铟制成的缓冲层有可能在生长衬底与层103c之间形成分界面。然后，堆叠件103被键合到衬底101的上表面，例如，通过将层103a的下表面直接键合或分子键合到衬底101的上表面。然后，可以去除生长衬底以及有可能在生长衬底与层103c之间形成分界面的缓冲层，以清理出通向层103c的上表面的通道。在该变型中，衬底101是支撑衬底，例如由硅或由适于用作接收有源堆叠件103的支撑件的任何其他材料制成。
52.图1a在其下部还示意性地说明了在衬底111的上表面上形成有源led堆叠件113的步骤结束时所获得的结构。
53.堆叠件113优选是无机半导体层的堆叠件。堆叠件113例如包括由iii-v族半导体材料制成的一个或多个层。堆叠件113例如是适于发射可见光(例如主要是蓝光)的有源led堆叠件。作为示例，堆叠件113是有源氮化镓(gan) led堆叠件。作为示例，堆叠件113从衬底111的上表面开始依次包括：n型掺杂的半导体层113a(形成led堆叠件的阴极层)、有源层113b以及p型掺杂的半导体层113c(形成led堆叠件的阳极层)。层113a例如由氮化镓制成。有源层113b例如是由第一材料(例如iii-v族材料)的半导体层和第二材料(例如iii-v族材料)的半导体层交替形成的多量子阱堆叠件(附图未详示)，第一材料的每一层被夹在第二材料的两层之间并且定义了量子阱。层113c例如由氮化镓制成。有源层113b例如通过其下表面与层113a的上表面接触。层113c例如通过其下表面与有源层113b的上表面接触。
54.衬底111例如由硅、蓝宝石或氮化镓制成。作为示例，层113a、113b和113c 通过外延而连续形成在衬底111的上表面上。缓冲层(未示出)有可能在衬底 111的上表面与层113a的下表面之间形成分界面。
55.在此阶段，有源光敏二极管堆叠件103的每一层例如在衬底101的整个上表面上连续延伸并且具有大致均匀的厚度。此外，有源led堆叠件113的每一层例如在衬底111的整个上表面上大致连续地延伸并且具有大致均匀的厚度。衬底101和111例如具有大致相同的横向尺寸。
56.图1a还说明了将导电层115沉积在半导体层113c的顶部并与其上表面接触的步骤。层115形成与层113c的半导体材料的欧姆接触(ohmic contact)。层 115例如由铝、镍、
或者另外由例如氧化铟锡(ito)的透明导电氧化物制成。在此阶段，金属层115在层113c的整个上表面上连续延伸并且具有大致均匀的厚度。层115还可以具有光反射器功能。作为示例，层115可以包括两个堆叠层，分别确保与层113c的半导体材料的欧姆接触功能和光反射器功能。
57.图1a还说明了将介电层117(例如由氧化硅或氮化硅制成)沉积在金属层 115的顶部并与其上表面接触的步骤。在该示例中，介电层117以大致均匀的厚度在层115的整个上表面上连续延伸。
58.图1a还说明了将介电层105(例如，由与层117相同的材料例如氧化硅或氮化硅制成)沉积在有源光敏二极管堆叠件103的上层103c顶部并与其上表面接触的步骤。在该示例中，介电层105以大致均匀的厚度在层103c的整个上表面上连续延伸。
59.图1b说明了在将有源光敏二极管堆叠件103转移并键合到有源led堆叠件113上，然后去除衬底101的步骤结束时所获得的结构。在该步骤期间，通过使用衬底101作为支撑柄，有源光敏二极管堆叠件103被转移到有源led堆叠件113上。在图1b中，包括衬底101和堆叠件103的结构相对于图1a的方向被上下颠倒。然后，堆叠件103被键合到堆叠件113。在该示例中，通过将层 105的下表面(在图1b的方向上，对应于在图1a的方向上的上表面)直接键合或分子键合到层117的上表面(在图1b的方向上，对应于在图1a的方向上的上表面)上，来键合堆叠件103。然后，例如通过研磨和/或化学刻蚀将衬底 101去除，以清理出通向层103a的上表面的通道。在此阶段，有源光敏二极管堆叠件103的每一层例如在有源led堆叠件113的整个表面上连续延伸并且具有大致均匀的厚度。应当注意，在该示例中，有源堆叠件113和103是非结构化的，并且在转移步骤之前尚未经过局部处理的步骤。因此，转移步骤不要求具体对准。
60.图1c说明了将介电层121(例如，由氮化硅或氧化硅制成)沉积在层103a 的上表面上(例如，与层103a的上表面接触)的步骤。层121例如通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)方法来沉积。
61.图1d说明了在介电层121中形成局部贯通开口123的步骤。开口123例如通过光刻和刻蚀来形成。开口与未来的p型接触区相对布置，该p型接触区对应于该器件的光敏二极管的阳极区域。
62.图1e说明了对位于开口123对面的层103a的局部区域125进行p型掺杂的步骤。可以通过在开口123对面进行p型掺杂元件(例如锌(zn)或铍(be)) 的扩散或注入来执行对区域125的掺杂。然后，可以实施用于激活掺杂元件的退火。作为示例，激活退火可以是表面激光退火，其使能不改变有源led堆叠件113与有源光敏二极管堆叠件103之间的键合质量。p型掺杂区域125形成该器件的光敏二极管的阳极区域。在该示例中，区域125延伸穿过层103a的整个厚度，并且通过它们的下表面与吸收层103b的上表面接触。
63.图1f说明了在开口123中形成接触金属化件127的步骤。每个金属化件127 通过相应的开口123单独接触下层的区域125。作为示例，金属层首先被连续沉积在结构的整个上表面，也就是说，在介电层121的顶部并与其上表面接触以及在开口123中，然后通过光刻和刻蚀进行去除以仅保留金属化件127。在该示例中，每个金属化件127形成该器件的光敏二极管171的阳极电极。
64.图1g说明了在形成横向绝缘的导电通孔129的步骤结束时所获得的结构，该导电
通孔129穿过有源光敏二极管堆叠件103。更具体地，在该示例中，导电通孔129穿过层121、堆叠件103的层103a，103b和103c、绝缘层105和117，并且通孔在金属层115的上表面冒出并与其接触。通孔129的形成包括从层121 的上表面对由层117、105、103c、103b、103a和121组成的堆叠件中的贯通开口进行刻蚀的步骤。开口例如通过例如icp(电感耦合等离子体)类型的等离子体刻蚀来形成。然后，实施对开口侧进行钝化的步骤。在该步骤期间，绝缘材料(例如氧化硅)的层131沉积在开口的侧壁和底部。然后，可以实施垂直各向异性刻蚀的步骤，以从开口的底部去除绝缘层而非从侧壁去除绝缘层。然后，用金属填充开口以形成导电通孔129。
65.图1h说明了在将图1g的结构键合到集成控制电路151的上表面上，然后去除衬底111的步骤结束时所获得的结构。
66.集成电路151可以先前已经形成在半导体衬底(例如由硅制成)的内部和顶部。集成电路151包括用于控制并读取该器件的led和光敏二极管的电路。作为示例，集成电路151包括具备基本控制和读出单元的组件，使能单独控制并读取该器件的每个led和每个光敏二极管。集成电路151例如是cmos(“互补金属氧化物半导体”)电路。在该示例中，电路151包括在其上表面侧布置的多个金属连接焊盘153。在图1h中，包括有源堆叠件103和113的结构相对于图1g的方向是上下颠倒的。
67.在转移期间，每个金属化件127的下表面(在图1h的方向上，对应于在图 1g的方向上的上表面)被放置成与集成电路151的连接焊盘153之一的上表面接触。此外，每个导电通孔129的下表面(在图1h的方向上，对应于在图1g 的方向上的上表面)被放置成与连接焊盘153之一的上表面接触。图1g的结构到集成电路151上的键合例如通过直接混合键合(direct hybrid bonding)来获得。这里的直接键合意指分子键合，在放置成接触的表面之间没有材料输入。
68.然后，例如通过研磨和/或化学刻蚀或者通过激光分离方法将衬底111去除，以清理出通向层113a的上表面的通路。
69.图1i说明了在对由金属层115和有源led堆叠件113组成的堆叠件进行局部刻蚀的步骤结束时所获得的结构。在该步骤期间，仅保留有源led堆叠件113 的拼贴件161，其分别对应于器件的不同led。位于每个led 161下面的金属层部分115形成led的阳极电极，并且借助于通孔129被电连接到集成电路151 的焊盘153。
70.在led拼贴件161之外的堆叠件113和金属层115被完全去除，以暴露介电层117的上表面。
71.图1j说明了在对led 161的侧面进行钝化的步骤结束时所获得的结构。
72.在该步骤期间，绝缘材料(例如，氧化硅、氮化硅或氧化铝(al2o3))的层 163被共形地沉积在结构的上表面侧，即绝缘层117和led 161的上表面以及 led 161的侧面上。然后，可以实施垂直各向异性刻蚀步骤，以去除层163的水平部分，同时保留涂覆着led 161侧的层163的垂直部分。
73.图1j还说明了在每个光敏二极管中形成局部开口164的步骤，该局部开口 164穿过绝缘层117和105并且清理出通向半导体层103c的上表面的通路。
74.图1k说明了在对导电层165进行沉积和刻蚀的步骤结束时所获得的结构，该导电层165例如由透明导电材料(例如氧化铟锡(ito))制成或者由足够薄到透明的金属(例如
银)制成，以形成该器件的led 161的阴极电极和光敏二极管171的阴极电极。
75.作为示例，每个led 161包括在n型半导体层113a的顶部布置并与其上表面接触的电极165(a)。在所示的示例中，电极165(a)在led的至少一侧和绝缘层117的上表面上延伸，并且通过其下表面与导电通孔129的上表面接触。电极165(a)因此借助于通孔129被电连接到集成电路151的焊盘153。
76.此外，在该示例中，每个光敏二极管171包括在绝缘层117的上表面布置的电极165(b)，其优选与电极165(a)电绝缘。在所示的示例中，每个电极 165(b)通过其下表面与导电通孔129的下表面接触。电极165(b)因此借助于通孔129被电连接到集成电路151的焊盘153。电极165(b)还通过开口164 (图1j)与半导体层103c的上表面接触。作为变型，经由电极165(b)和开口 164与半导体层103c的上表面的接触可以仅在器件的外围进行，掺杂层103c然后确保器件的整个表面上的等电位。
77.应当注意，在所示的示例中，光敏二极管171的阳极电极127和阴极电极 165(b)以及led 161的阳极电极115和阴极电极165(a)全都被单独连接到集成电路151的连接焊盘153。作为变型，阴极电极165(a)可以对该器件的所有led 161是公共的，并且在该器件的外围处连接到集成电路151，以限制导电通孔129和焊盘153的数目。类似地，阴极电极165(b)可以对该器件的所有光敏二极管171是公共的，并且在该器件的外围处连接到集成电路151，以限制导电通孔129和焊盘153的数目。作为变型，光敏二极管的公共阴极电极和led的公共阴极电极可以连接在一起。
78.根据设想的应用，光转换元件(未示出)有可能在其上表面侧与led 161 相对布置，以在同一器件上获得适于在不同波长范围内发射的发射像素，例如红色像素、绿色像素和蓝色像素。此外，滤波元件(未示出)有可能在其上表面侧与光敏二极管171相对布置，以在同一器件上获得适于检测不同波长范围内的辐射的检测像素。
79.结合图1a-1k所描述的方法可用于形成兼备图像显示功能和光学捕捉功能的单片式微型显示器，例如，以形成适于实现面部或形状识别、运动检测、辨识等功能的交互式显示屏。所描述的方法的优点在于使能形成小横向尺寸的显示像素和捕捉像素，因而获得高显示分辨率和捕捉分辨率。应当注意，在上述示例中，该器件的每个像素包括光敏二极管171和led 161。作为变型，显示器件的分辨率和光学传感器的分辨率可以不同。例如，该器件的光敏二极管171 的数目可以小于led 161的数目。
80.作为变型，结合图1a-1k所描述的方法可用于形成较大尺寸的交互式器件，例如用于电视、计算机、智能手机、数字平板电脑等的屏幕。这类器件可包括例如根据阵列布局在同一转移衬底上布置的多个基本电子芯片。基本芯片被刚性地组装到转移衬底，并被连接到转移衬底的电连接元件以用于其控制。每个芯片包括一个或多个led 161、一个或多个光敏二极管171、以及用于控制所述一个或多个led和所述一个或多个光敏二极管的电路151。每个芯片例如对应于该器件的一个像素。作为示例，每个芯片包括三个单独可控的led 161以及光敏二极管171，这三个led 161各自定义了适于分别发射红光、绿光和蓝光的三个子像素，而光敏二极管171适于检测红外或近红外辐射。
81.图2a-2g是说明制造这种器件的示例方法的连续步骤的截面图。
82.图2a非常示意性地说明了对应于通过图1a-1j的方法所获得的类型的结构的初始结构，包括集成控制电路级151，其顶部有光电探测级201，光电探测级 201本身顶部有发射
级203。光电探测级201包括可由集成电路151单独控制的多个光敏二极管171(图2a-2g中未详细说明)。发射级包括由集成电路151单独控制的多个led 161(图2a-2g中未详细说明)。在图2a中，仅详细说明了在集成电路151的上表面侧上布置的集成电路151的电连接焊盘153。
83.图2b说明了将图2a的结构键合到临时支撑衬底210(例如由硅制成)上的步骤。图2a的结构通过其与集成控制电路151相对的表面(即通过其在图 2b方向上的下表面，对应于其在图2a方向上的上表面)键合到支撑衬底210。
84.图2c说明了使集成电路151的半导体衬底从其与级201和203相对的表面减薄的可选步骤。作为示例，集成电路151最初形成在soi(“绝缘体上的半导体”)类型的衬底内部和顶部。soi衬底例如包括涂覆有绝缘层的硅支撑件，该绝缘层本身涂覆有单晶硅层(图中未详示)。在soi衬底的单晶硅层内部和顶部可以形成集成电路151的部件，特别是晶体管。图2c的减薄步骤可以包括去除 soi衬底的支撑衬底，以仅保留soi衬底的单晶硅层和绝缘层。
85.作为变型，集成电路151形成在固体硅衬底的内部和顶部，并且减薄步骤然后可以包括例如通过研磨从其上衬底(在图2c的方向上)减少衬底厚度。然后，绝缘钝化层(图中未详示)可以被沉积在变薄的衬底的上表面。
86.图2d说明了在集成电路151的上表面侧形成金属连接焊盘221的步骤，该金属连接焊盘221借助于穿过集成电路151的半导体衬底的导电通孔(图中未详示)被耦合到集成电路151的电子部件(例如mos晶体管)的连接焊盘153 和/或连接端子。
87.图2e说明了从集成电路151的上表面形成槽(trenches)230的步骤，槽 230垂直地穿过集成电路151、检测级201和发射级203，并且在临时支撑衬底 210的上表面上冒出。槽230横向地界定多个半导体芯片232，其对应于显示器件的像素的基本芯片。槽230可以通过等离子体刻蚀、锯切或任何其他适合的切割方法来形成。
88.图2f和图2g说明了将基本芯片232键合到显示器件的同一转移衬底250 的上表面的步骤。转移衬底250在其上表面侧包括多个金属连接焊盘252，其旨在键合并且电连接和机械连接到基本芯片232的相应金属连接焊盘221。
89.图2e的结构是上下颠倒的(图2f)，以将基本芯片232的金属连接焊盘221 与转移衬底250的相应金属连接焊盘252相对放置。相对的焊盘221和252然后通过直接键合、焊接、借助于微型管、或任何其他适合的方法来键合和电连接。
90.一旦键合到转移衬底250，基本芯片232就与临时支撑衬底210分离，并且后者被去除(图2g)。作为示例，芯片的分离通过机械分离或借助于激光束的分离来执行。
91.在所示的示例中，基本芯片232在转移衬底250上的间距(pitch)(在前视图中的中心到中心的距离)是基本芯片232在衬底210上的间距的倍数。因此，只有基本芯片232的一部分(所示的示例中的二分之一)同时从临时支撑衬底 210被转移到转移衬底250。其他芯片保持附接到临时转移衬底210，并且随后可以转移到转移衬底250的另一部分上或另一转移衬底250上。
92.已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以进行组合，并且本领域技术人员将会想到其他变型。特别地，所描述的实施例不局限于本公开中提到的材料和/或尺寸的示例。
93.此外，在结合图1a-1k所描述的示例中，在将有源光敏二极管堆叠件103 转移到有
源led堆叠件113上之后形成光敏二极管的阳极区域125和阳极金属化件127。作为图中未详示的变型，可以在将有源光敏二极管堆叠件103转移到有源led堆叠件113之前形成光敏二极管的阳极区域125和阳极金属化件127。在这种情况下，堆叠件103的层序相对于图1a的示例是颠倒的。优点在于用于使区域125的掺杂剂激活的退火可以在将堆叠件103转移到堆叠件113之前执行，这避免了在退火期间的堆叠件103与堆叠件113之间的键合的任何退化。
94.图3示意性地示出了根据实施例的包括光电器件300的系统的示例。
95.器件300可以是单片式微型显示器类型的器件，例如，通过结合图1a-1k 所描述的类型的方法来形成。
96.作为变型，器件300可以是较大尺寸的器件，例如，通过结合图2a-2g所描述的类型的方法来形成。
97.器件300兼备图像显示功能和光学捕捉功能，例如，以形成适于实现面部或形状识别、运动检测、辨识等功能的交互式显示屏。
98.图3的系统还包括光源310。源310适于发射在器件300的光敏二极管171 (图3中未详示)的灵敏度范围内的光辐射。作为示例，源310是红外源，例如激光源。
99.在操作中，源310照亮场景320，期望获取场景320的图像。由源310发射的光被场景320反射并返回到器件300。然后，器件300的光敏二极管171使能获取场景320的图像和/或测量与场景320相关的深度信息。
100.在图3的示例中，光源310是远程源，也就是说，其不同于器件300。光源310的控制和器件300的检测像素的控制例如是同步的。
101.图4是示意性地且部分地说明根据实施例的光电器件的另一示例的截面图。
102.在该示例中，光电器件集成了在光电二极管171的灵敏度范围内进行发射的分布式光源，例如红外源。这使能去掉图3的系统的远程源310。
103.图4的器件包括与图1k的器件共同的元件。这些元件在下文将不再赘述，并且仅强调相对于图1k的器件的不同之处。
104.在图4的示例中，已经示出了例如相同或相似的该器件的两个led 161(a) 和161(b)。led 161(a)和161(b)适于发射相同波长范围内的光(例如主要是蓝光)。然而，所描述的实施例不局限于此具体示例，并且使结合图4所描述的实施例的示例适于led 161的其他发光颜色将在本领域技术人员的能力范围内。
105.在该示例中，led 161(a)在其上表面侧涂覆有光致发光转换元件181(a)，该光致发光转换元件181(a)适于将由led发射的光转换成另一波长下的可见光，例如，在led发射蓝光的情况下转换成红光或绿光。
106.作为示例，在led发射蓝光的情况下，可以提供三种类型的可见光发射像素，其适于分别发射红光(借助于光致发光转换元件将由下层led发射的蓝光转换成红光)、绿光(借助于光致发光转换元件将由下层led发射的蓝光转换成绿光)和蓝光(没有转换元件)。
107.led 161(b)在其上表面侧涂覆有光致发光转换元件181(b)，该光致发光转换元件181(b)适于将由led发射的光转换成由该器件的光敏二极管171 检测到的波长范围内的光辐射，例如红外辐射。
108.因此，led 161(b)定义了光源的发射像素pir，该光源被集成到光电器件，适于与光敏二极管171协作并且取代图3系统的源310。
109.如前所述，图4的器件可以是单片式微型显示器类型的器件，或者是较大尺寸的器件像素。
110.像素pir的数目和重复间距可以根据应用的需要来选择。例如，该器件可以包括比同一发射颜色的可见像素(由led 161(a)定义)更少像素的pir。优选地，最终器件(单片式微型显示器或扩展器件)包括在该器件的表面上分布的多个像素pir。
111.顶部有led 161(a)、161(b)的转换元件181(a)、181(b)例如是基于量子点或基于钙钛矿材料(优选是无机钙钛矿材料，其中优选是外延无机钙钛矿材料)来形成的。基于钙钛矿材料的转换元件例如通过脉冲激光沉积(pld) 来沉积。
112.图5是示意性地且部分地说明图4的器件的替代实施例的截面图。
113.图5的变型与图4的示例的不同之处在于，它还包括例如由树脂制成的不透明壁191，不透明壁191将发射像素彼此横向地分离，并且将发射像素与检测像素横向地分离。这尤其使能避免由像素pir发射的光直接到达光敏二极管171，而不经过期望获取其图像的场景。