[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及半导体器件，特别是在衬底上还有设有p型电极的p型半导体以及还有设有n型电极的n型半导体的半导体器件。

背景技术

用MOCVD外延结晶生长法在衬底上生长出外延层并制作光电子半导体，完成后需要把光电子半导体切割成光电子半导体芯片。

现有技术中，在切割光电子半导体可采用直切或者半切，不管直切或者半切都会对各层的断面造成凹凸不平的损伤，并且在切割过程中各层的断面会裸露在外，切割过程产生的杂质和粉碎会粘接在各外延层的断面上，造成各层之间存在导电现象，并吸附在各层断面上的各种带电粒子、半导体表面氧化层中的可动离子，固定电荷和陷阱电荷等皆可引起电场，产生漏电流，从而影响了芯片的性能。

上述的这些问题影响了半导体器件的稳定性和可靠性，影响了发光效率。将半导体器件在作为光源使用时，有必要进一步地其提高发光效率，增加光输出量。为达到这个目的，需要在结晶缺陷和不纯物含量都极少的高品质结晶的基础上进行，并且还要减少内部量子非发光性的再结合比例，提高内部量子的效率进而开发制成高发光效率的半导体器件。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种半导体器件，本发明所要解决的技术问题：针对在衬底上既含有p型电极的p型半导体又含有n型电极的n型半导体的半导体器件，如何消除外延片各外延层之间存在导电、漏电等现象，进而提高半导体器件的效率和可靠性，使得该半导体器件发光面积和光输出量达到最优设计，并使半导体器件能够做到可控。

本发明通过下列技术方案来实现：半导体器件，该半导体器件包括衬底，在衬底上具有设有n型电极的n型半导体以及包含设有p型电极的p型半导体的半导体芯片，其特征在于，半导体芯片或者半导体芯片内两个或者两个以上的相邻发光领域之间的侧面的各外延结晶层之间的结合处形成一层的绝缘层。

在制作半导体器件时对半导体芯片侧面露出的各外延结晶层之间的结合处覆盖上一层绝缘层，通过该绝缘层防止各外延结晶层之间的导电、漏电等现象以及防止灰尘与水分的进入，提高半导体器件的稳定性和可靠性。作为另一种方案，所述的半导体芯片内两个或者两个以上的相邻发光领域之间形成有不导电的绝缘层，即用于分隔两个发光领域的绝缘分隔层。

直接在光电子半导体的外延结晶片上直接形成绝缘分隔层，通过该绝缘分割层使两个或者两个以上的发光领域形成独立的发光芯片，并在此基础上做出包含n型电极的n型半导体以及包含p型电极的p型半导体的半导体芯片；或者光电子半导体的外延结晶片上直接形成绝缘分隔层后沿着绝缘分割层切割形成单个半导体芯片。由于绝缘分隔层的存在，防止了外延结晶片上的各层外延层之间的导电，提高了进而提高半导体器件的效率和可靠性。

在上述的半导体器件中，所述衬底为单晶Al₂O₃、单晶SiC、单晶GaN、单晶Ga₂O₃、单晶ZnO、单晶GaAs、单晶InP或单晶Si；或者是上述材料在多晶上结合单晶而形成一体化的衬底；或者是上述材料在非结晶上结合单晶而形成一体化的衬底。

在上述的半导体器件中，所述的衬底上形成Ⅲ族氮化物半导体或者Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体或者Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的半导体芯片。

在上述的半导体器件中，所述半导体芯片包括发光层，在衬底和发光层之间生长有能够降低衬底结晶缺陷对半导体器件影响的缓冲层。

在上述的半导体器件中，所述Ⅲ族氮化物半导体是指含有GaN、InN或者AlN的一种或几种而形成的能够发出可见光或者紫外光的混晶化合物半导体；所述的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是指含有GaAs、InAs、InP或者AlAs的一种或几种而形成的混晶化合物半导体；所述的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体是指含有ZnO、ZnS、ZnSe、CdO、MgO、MgZnO、MgS、MgSe或者CdS的一种或者几种而形成的能够发出可见光或者红外光的混晶化合物半导体。

在上述的半导体器件中，所述的绝缘层为透明的树脂或者塑料；或者绝缘层为透明的SiO₂、SiON或SiN₄中一种或几种。

在上述的半导体器件中，所述的绝缘分隔层通过离子注入法形成或者通过蚀刻沟并填充绝缘材料形成。