本發(fā)明涉及可見半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、電功率或電力(electrical?power)通常通過電線(例如，銅電線)傳輸。然而，此類電線可能重量重、笨重且昂貴，并且所傳輸?shù)墓β士赡芙?jīng)受電磁干擾。這些限制中的一些能夠通過在光纖上傳輸功率來克服。

2、基于氮化鎵(gan)的光電子和電子器件具有巨大的商業(yè)重要性。這些器件中發(fā)展最好的包括發(fā)光二極管(led)和激光二極管，并且基于gan的功率二極管和晶體管正變得日益重要。de?santi和合著者[materials11,153(2018)]描述了一種應(yīng)用，借此使用激光二極管來將電功率轉(zhuǎn)換為光功率，光功率耦合到光纖并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置，然后使用光電二極管來將光功率轉(zhuǎn)換回為電能。

3、然而在led與光纖耦合時，通常情況下，led芯片的尺寸需要和光纖直徑相匹配，但是led的調(diào)制速度與其尺寸成反比關(guān)系，為提高調(diào)制速度，需減小led的尺寸，但減小尺寸后的led在于光纖耦合時則會帶來光串?dāng)_等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，可以避免光的側(cè)向傳播，提高出光效率。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

3、襯底，位于襯底上的緩沖層以及位于緩沖層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)；

4、緩沖層包括第一區(qū)域和環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域；

5、光阻結(jié)構(gòu)，光阻結(jié)構(gòu)通過對緩沖層的第二區(qū)域選擇性刻蝕形成，光阻結(jié)構(gòu)用于抑制發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光側(cè)向傳播；

6、發(fā)光結(jié)構(gòu)包括發(fā)光單元，發(fā)光單元與第一區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置。

7、可選地，緩沖層包括多個第一區(qū)域，第二區(qū)域環(huán)繞所有第一區(qū)域；

8、發(fā)光結(jié)構(gòu)包括多個發(fā)光單元，多個發(fā)光單元與多個第一區(qū)域一一對應(yīng)設(shè)置。

9、可選地，光阻結(jié)構(gòu)包括第一光子晶體結(jié)構(gòu)，第一光子晶體結(jié)構(gòu)包括多個貫穿緩沖層的小孔，多個小孔布滿第二區(qū)域且間隔排布；

10、或者，光阻結(jié)構(gòu)包括多個貫穿緩沖層的環(huán)形槽，多個環(huán)形槽同圓心設(shè)置且間隔環(huán)繞第一區(qū)域。

11、可選地，還包括出光結(jié)構(gòu)，出光結(jié)構(gòu)通過對緩沖層的第一區(qū)域選擇性刻蝕形成，出光結(jié)構(gòu)用于提高發(fā)光單元的出光效率。

12、可選地，出光結(jié)構(gòu)包括位于緩沖層遠(yuǎn)離發(fā)光單元一側(cè)的多個納米圖形，多個納米圖形規(guī)則排布或者不規(guī)則排布地設(shè)置于緩沖層遠(yuǎn)離發(fā)光單元的一側(cè)。

13、可選地，襯底包括凹槽，凹槽貫穿襯底且凹槽在緩沖層上的垂直投影與第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)?yīng)。

14、可選地，發(fā)光單元在緩沖層上的垂直投影的最大尺寸小于或等于其對應(yīng)的緩沖層第一區(qū)域的尺寸。

15、可選地，發(fā)光單元包括依次層疊設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層，第一半導(dǎo)體層位于緩沖層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的表面。

16、可選地，發(fā)光單元還包括：金屬反射層，金屬反射層位于第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離發(fā)光層的一側(cè)。

17、可選地，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

18、鈍化層，鈍化層位于緩沖層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)，鈍化層覆蓋緩沖層未設(shè)置發(fā)光單元的區(qū)域以及覆蓋發(fā)光單元遠(yuǎn)離緩沖層的一側(cè)。

19、可選地，鈍化層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)具有分別暴露第一半導(dǎo)體層及第二半導(dǎo)體層的第一通孔和第二通孔；

20、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括分別位于第一通孔和第二通孔內(nèi)的第一電極和第二電極；第一電極與第一半導(dǎo)體層電連接，第二電極通過金屬反射層與第二半導(dǎo)體層電連接；

21、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括驅(qū)動基板，驅(qū)動基板鍵合于鈍化層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)，驅(qū)動基板通過第一電極和第二電極為每一發(fā)光單元提供電信號。

22、可選地，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

23、光纖，光纖與襯底的凹槽耦合。

24、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

25、提供襯底；

26、在襯底的一側(cè)形成緩沖層；緩沖層包括第一區(qū)域和環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域；

27、在緩沖層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成發(fā)光結(jié)構(gòu)；圖形化發(fā)光結(jié)構(gòu)以形成發(fā)光單元，發(fā)光單元與第一區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置；

28、對緩沖層的第二區(qū)域選擇性刻蝕以制備光阻結(jié)構(gòu)，光阻結(jié)構(gòu)用于抑制發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光側(cè)向傳播。

29、可選地，對緩沖層的第二區(qū)域選擇性刻蝕以制備光阻結(jié)構(gòu)，包括：

30、在襯底遠(yuǎn)離緩沖層一側(cè)刻蝕，以形成貫穿襯底的凹槽，凹槽在緩沖層上的垂直投影與第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)?yīng)；

31、對緩沖層的第二區(qū)域進(jìn)行選擇性刻蝕，形成光阻結(jié)構(gòu)；

32、其中，光阻結(jié)構(gòu)包括第一光子晶體結(jié)構(gòu)，第一光子晶體結(jié)構(gòu)包括多個貫穿緩沖層的小孔，多個小孔布滿第二區(qū)域且間隔排布；

33、或者，光阻結(jié)構(gòu)包括多個貫穿緩沖層的環(huán)形槽，多個環(huán)形槽同圓心設(shè)置且間隔環(huán)繞第一區(qū)域。

34、可選地，緩沖層包括多個第一區(qū)域，第二區(qū)域環(huán)繞所有第一區(qū)域；圖形化發(fā)光結(jié)構(gòu)以形成發(fā)光單元包括：

35、圖形化發(fā)光結(jié)構(gòu)以形成多個發(fā)光單元，多個發(fā)光單元與多個第一區(qū)域一一對應(yīng)。

36、可選地，在緩沖層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成發(fā)光結(jié)構(gòu)包括在緩沖層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)依次形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層；圖形化發(fā)光結(jié)構(gòu)以形成發(fā)光單元后，還包括：

37、在第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離發(fā)光層的一側(cè)形成金屬反射層。

38、可選地，在第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離發(fā)光層的一側(cè)形成金屬反射層之后，還包括：

39、在緩沖層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成鈍化層；鈍化層覆蓋緩沖層未設(shè)置發(fā)光單元的區(qū)域以及覆蓋發(fā)光單元遠(yuǎn)離緩沖層的一側(cè)；其中，在鈍化層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)形成第一通孔和第二通孔以分別暴露第一半導(dǎo)體層和金屬反射層；

40、在第一通孔內(nèi)形成第一電極，在第二通孔內(nèi)形成第二電極；第一電極與第一半導(dǎo)體層電連接，第二電極通過金屬反射層與第二半導(dǎo)體層電連接；

41、提供驅(qū)動基板，將驅(qū)動基板鍵合至鈍化層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)；驅(qū)動基板通過第一電極和第二電極為每一發(fā)光單元提供電信號。

42、可選地，對緩沖層的第二區(qū)域進(jìn)行選擇性刻蝕，形成光阻結(jié)構(gòu)之后，還包括：

43、提供光纖，將光纖與襯底的凹槽耦合。

44、可選地，對緩沖層的第二區(qū)域選擇性刻蝕以制備光阻結(jié)構(gòu)的同時，對緩沖層的第一區(qū)域選擇性刻蝕以制備出光結(jié)構(gòu)，出光結(jié)構(gòu)用于提高發(fā)光單元的出光效率。

45、可選地，對緩沖層的第一區(qū)域選擇性刻蝕以制備出光結(jié)構(gòu)，包括：

46、在緩沖層遠(yuǎn)離發(fā)光單元一側(cè)形成多個納米圖形，多個納米圖形規(guī)則排布或者不規(guī)則排布地設(shè)置于緩沖層遠(yuǎn)離發(fā)光單元的一側(cè)。

47、本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：襯底，位于襯底上的緩沖層以及位于緩沖層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)；緩沖層包括第一區(qū)域和環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域；光阻結(jié)構(gòu)，光阻結(jié)構(gòu)通過對緩沖層的第二區(qū)域選擇性刻蝕形成，光阻結(jié)構(gòu)用于抑制發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光側(cè)向傳播；發(fā)光結(jié)構(gòu)包括發(fā)光單元，發(fā)光單元與第一區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置。光阻結(jié)構(gòu)在垂直緩沖層表面的方向上具有較高的反射率，可以抑制發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光透過第二區(qū)域側(cè)向傳播，減小光損失，避免信號串?dāng)_，發(fā)光單元與第一區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置，使得發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光僅從緩沖層的第一區(qū)域的出光面發(fā)出，可以提高出光效率。

48、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。