微加熱器陣列、具有其的pn結(jié)器件及制造方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

專利名稱：微加熱器陣列、具有其的pn結(jié)器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微加熱器陣列(micro-heater array )、使用微加熱器陣列制造 PN結(jié)的方法以及具有微加熱器陣列的PN結(jié)器件。本發(fā)明還涉及包括在襯底上彼此垂直或平行的至少一個第一和第二微加熱器的微加熱器陣列以及利用通過向包括彼此垂直或平行的至少一個第一和第二微加熱器的微加熱器陣列施加電壓而產(chǎn)生的相對高溫制造PN結(jié)的方法。
背景技術(shù)：
PN結(jié)廣泛用于進行整流操作的二極管以及光電器件，例如太陽能電池、發(fā)光二極管(LED)以及圖像傳感器。為了制造包括PN結(jié)的太陽能電池，主要使用硅(Si)作為主材料(host material )，并且可以添加磷(P )和硼(B ) 分別作為n型和p型摻雜材料。為了制造LED，主要使用氮化鎵(GaN )作為主材料，并且可以添加《美(Mg)和Si分別作為n型和p型摻雜材料。
為了以良好的薄膜特性例如高結(jié)晶度制造高質(zhì)量的PN結(jié)，通常需要相對高溫。使用非晶硅作為主要材料的PN結(jié)可以在大約300。C的生長溫度下制造。然而，可用于LED的單晶GaN的PN結(jié)可以在大約1000。C的生長溫度下制造。由于相對高溫，玻璃襯底可能軟化，從而在大面積上制造PN結(jié) 變得困難。此外，由于相對高溫，其上可以形成單晶GaN的PN結(jié)的村底可能受限于高價襯底，例如硅晶片、A1203、 SiC等等。

發(fā)明內(nèi)容
示例性實施例涉及微加熱器陣列及制造PN結(jié)的方法，其可以在例如玻璃襯底等便宜且易于獲得的襯底上的大面積內(nèi)形成高質(zhì)量的PN結(jié)。
示例性實施例包括一種微加熱器陣列，其包括襯底；至少一個第一微加熱器，其位于所述襯底上，平行于第一方向；以及至少一個第二微加熱器，其平行于第二方向。至少一個第一微加熱器的每個可以包括與襯底隔開且沿著第一方向延伸的第一加熱部分和設(shè)置在所述襯底上彼此隔開且支撐第一加熱部分的第一支撐物。至少一個第二微加熱器的每個可以包括沿著第二方向延伸的第二加熱部分和設(shè)置在所述襯底上彼此隔開且支撐第二加熱部分的第二支撐物。在示例性實施例中，第一方向可以垂直于第二方向或者與第二方向相同。如果第一方向垂直于第二方向，則該至少一個第一^f敖加熱器與
該至少一個第二微加熱器交叉。示例性實施例也設(shè)置第一加熱部分與襯底
之間的間隔可以小于第二加熱部分與襯底之間的間隔^吏得在第一加熱部分和第二加熱部分的交叉區(qū)域第一加熱部分和第二加熱部分^f皮此隔開。
示例性實施例也設(shè)置第二加熱部分可以在第一加熱部分和第二加熱部分的交叉區(qū)域包括開口。此外，第二加熱部分可以包括透明電才及。示例性實施例也包括至少一個第一微加熱器和至少一個第二微加熱器獨立地驅(qū)動。
示例性實施例設(shè)置第一支撐物可以部分地設(shè)置在襯底與第一加熱部分之間，第二支撐物可以部分地設(shè)置在襯底與第二加熱部分之間，除了第一和第二加熱部分的交叉區(qū)域。示例性實施例也設(shè)置第一和第二加熱部分的每個包括對應(yīng)于接觸區(qū)域(CA)的第一區(qū)域和位于第一區(qū)域之間的第二區(qū)域。第一區(qū)域可以包括分別與第一支撐物和第二支撐物接觸的第一加熱部分和第二加熱部分。
示例性實施例設(shè)置至少一個第一微加熱器可以包括第一連接部分，其分別從至少一個第一微加熱器的第一加熱部分的兩側(cè)延伸并且沿著第一加熱部分的縱向布置而且4皮此隔開，但除了第一和第二加熱部分的交叉區(qū)域之外。示例性實施例也設(shè)置至少一個第二微加熱器可以包括第二連接部分，其分別從第二加熱部分的兩側(cè)延伸并且沿著第二加熱部分的縱向布置而且彼此隔開，但除了第一和第二力。熱部分的交叉區(qū)域之外。第一支撐物可以設(shè) 置于襯底與第一連接部分之間以支撐第一加熱部分和第一連接部分，第二支撐物可以設(shè)置于襯底與第二連接部分之間以支撐第二加熱部分和第二連接部分。示例性實施例也設(shè)置只有至少一個第一微加熱器具有第一連接部分和/或至少一個第二微加熱器具有第二連接部分。
示例性實施例包括利用微加熱器陣列制造PN'結(jié)的方法，其包括利用當(dāng)將電壓施加到根據(jù)微加熱器陣列示例性實施例的微加熱器陣列時從第一加熱部分和/或第二加熱部分產(chǎn)生的熱在第一和第二加熱部分之間形成PN 結(jié)。示例性實施例也提供方法，其包括將微加熱器陣列設(shè)置在腔室中以及將電壓施加到至少一個第一和第二微加熱器的任一個。通過將源氣體和p型摻雜氣體注入腔室中在第一和/或第二加熱部分上可以生長p型材料層以及
通過將源氣體和n型摻雜氣體注入腔室中在p型材料層上可以生長n型材料層。
示例性實施例也包括第一方向垂直于第二方向，至少一個第一微加熱器與至少一個第二微加熱器交叉。示例性實施例也包括第一方向與第二方
向相同，至少第一和第二微加熱器可以平行布置和/或交替布置。如果方法包括第一方向與第二方向相同，則PN結(jié)可以包括在第一和第二加熱部分上分別形成p型材料層和n型材料層。
p型材料層和n型材料層的每個可以是薄膜和/或納米線。在第一和第二加熱部分的任一個上還可以形成催化劑層和/或緩沖層。示例性實施例也提供
方法，用于在p型和n型材料層之間形成InxGa^N層，并且將電壓施加到第一和第二加熱部分的一個或多個以加熱p型和/或n型材料層。此外，襯底也可以是玻璃襯底。
示例性實施例提供PN結(jié)器件，其包括微加熱器陣列和根據(jù)示例性實施例形成的PN結(jié)。

根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細描述，將更為清楚地理解示例性實施例。圖1 至圖13表示如這里所述的非限定的示例性實施例。
圖1A為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的透視圖，圖1B為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖，圖1C為圖1B的沿線I-I，的截面圖2A和圖2B分別為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的透視圖和平面圖3A為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖3B為示出圖3A中所示微加熱器陣列的發(fā)熱狀態(tài)的CCD圖像；
圖4A至圖4E為說明根據(jù)示例性實施例圖1A至圖1C中所示的微加熱
器陣列的制造方法的截面圖5為說明根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列在第一和第二加熱部分
之間形成的PN結(jié)的透視圖6為說明根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列形成PN結(jié)部分的工藝
的視圖，其中為了便于說明簡要示出圖1A中所示的微加熱器陣列；圖7a至圖7c為圖6的沿線III-in，的截面圖，說明根據(jù)示例性實施例在第一和第二加熱部分之間形成pn結(jié)；
圖8a至圖8c為圖6的沿線m-in，的截面圖，說明根據(jù)示例性實施例
在第一和第二加熱部分之間形成pn結(jié)；
圖9為圖6的沿線iii-m，的截面圖，說明根據(jù)示例性實施例在第一和第二加熱部分之間形成pn結(jié)；
圖10為說明根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列通過卣化物氣相外延 (HVPE)工藝形成GaNPN結(jié)的方法的視圖IIA至圖IIC為示出根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列通過HVPE 工藝形成多晶(poly) GaN的照片；
圖12為沿圖5的線n-ir的截面圖13a為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖，以及圖13b為沿圖13 a的線iv-iv，的截面圖；以及
圖BC為說明使用圖13a和圖13b所示的微加熱器陣列在第一和第二加熱部分之間形成的pn結(jié)的平面圖，圖13d為沿圖13c的線v-v，的截面圖。
具體實施例方式
下面參照附圖更充分地描述多種示例性實施例，在附圖中示出了一些示例性實施例。在附圖中，為了清楚起見層和區(qū)域的厚度可能夸大。
因此，盡管示例性實施例能有多種修改和替換形式，但是其實施例以舉例的方式示出并且這里將詳細地描述。然而，應(yīng)該理解這里無意于將示例性實施例限于公開的特定形式，相反，示例性實施例將覆蓋落入本發(fā)明范圍內(nèi) 的所有修改、等效以及替換。

通篇用同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。
應(yīng)該理解盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受限于這些術(shù)語。例如，在不脫離示例性實施例的范圍的情況下，第一元件可稱為第二元件，類似地，第二元件可稱為第一元件。如這里使用的，術(shù)語"和/或"包括相關(guān)羅列項目中一個或更多的任意和所有組合。
應(yīng)該理解當(dāng)提到一個元件"連接，，或"耦接"到另一個元件時，其可以直接連接或耦接到另一個元件，或者可以存在中間元件。相比之下，當(dāng)提到一個元件"直接連接"或"直接耦接"到另一個元件時，不存在中間元件。用于描述元件之間關(guān)系的其它詞語應(yīng)該以類似方式解釋(例如"位于...之間" 相對于"直接位于…之間"，"相鄰"相對于"直接相鄰"，等等)。
這里所用的術(shù)語僅僅是為了描述特定實施例，并非有意限制示例性實施例。如此處所用的，除非上下文另有明確表述，否則單數(shù)形式"一"和"該" 均同時旨在包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解，當(dāng)在這里使用術(shù)語"包括"時，其指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或增力口。
為了便于說明，這里可以使用諸如"下方"、"下面"、"下"、"上方"、 "上"等空間相關(guān)術(shù)語來描述如附圖所示的一個元件或者一個特征與另一個元件或特征之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，空間相關(guān)術(shù)語意在涵蓋除了附圖所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)過來，被描述為其它元件或特征"下面"或"下方"的元件將會取向為在其它元件或特征的"上方"。因此，例如，術(shù)語"下面，，能夠包括"上方"和"下面"
兩種取向。器件可以按照其它方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它取向觀看或參照)，并且這里使用的空間相關(guān)描述應(yīng)該相應(yīng)地解釋。
也應(yīng)該注意在一些備選實施方式中所標(biāo)注的功能/動作可能與附圖中所標(biāo)注的順序不相稱。例如，連續(xù)示出的兩幅圖可能實際上基本同時執(zhí)行，或者有時可能按照相反順序執(zhí)行，這取決于相關(guān)的功能/作用。
除非另行定義，此處使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有示例性實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。進一步應(yīng)當(dāng)理解，諸如通用詞典中所定義的術(shù)語，除非此處加以明確定義，否則
釋為理想化的或過度形式化的意義。
圖1A為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的透視圖，圖1B為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖，以及圖1C為圖1B的沿線I-I，剖取的截面圖。參照圖1A至圖1C，微加熱器陣列101可以包括襯底10;多個第一微加熱器20，其在襯底10上沿著第一方向Dl平行布置；以及多個第二微加熱器30,其沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2平行布置，而且與多個第一微加熱器20交叉。然而，微加熱器陣列也可以包括單個第一加熱器和單個第二加熱器。多個第一微加熱器20中的每個可以包括第一加熱
部分21和第一支撐物(support) 22。第一加熱部分21可以與襯底10隔開并沿著第一方向Dl延伸。第一支撐物22可以部分地設(shè)置于襯底IO與第一加熱部分21之間以支撐第一加熱部分21。
多個第二微加熱器30中的每個可以包括第二加熱部分31和第二支撐物 32。第二加熱部分31可以沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸以在第一加熱部分21上與第一加熱部分21交叉。第二支撐物32可以部分地設(shè) 置于襯底10與第二加熱部分31之間以支撐第二加熱部分31。
第一支撐物22和第二支撐物32可以分別沿著第一加熱部分21和第二加熱部分31的長度方向布置，除了第一加熱部分21和第二加熱部分31彼此交叉的區(qū)域。第一微加熱器20和第二微加熱器30可以具有相同和/或不同的結(jié)構(gòu)和形狀。
如圖1C所示，第二加熱部分31可以設(shè)置在第一加熱部分21上并與第一加熱部分21隔開預(yù)定或給定間隔。第一加熱部分21與襯底10之間的間隔Sl可以小于第二加熱部分31與襯底10之間的間隔S2。例如，第一加熱部分21和第二加熱部分31可以在第一加熱部分21與第二加熱部分31的交叉區(qū)域彼此隔開，并且第一支撐物22的高度可以小于第二支撐物32的高度。
如圖1B所示，第一加熱部分21和第二加熱部分31每個可以分成第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2。第一區(qū)域Al可以對應(yīng)于第一加熱部分21和第二加熱部分31分別與第一支撐物22和第二支撐物32接觸的接觸區(qū)域(CA ), 每個第二區(qū)域A2可以位于第一區(qū)域Al之間。接觸區(qū)域CA的面積可以盡可能減小而且第一支撐物22和第二支撐物32保持分別支撐第一加熱部分21 和第二加熱部分31。隨著"I妻觸區(qū)域CA的面積的減小，第一加熱部分與第一支撐物22之間的熱傳導(dǎo)以及第二加熱部分31與第二支撐物32之間的熱傳導(dǎo)減小。因此，用于驅(qū)動微加熱器陣列101的功耗可以降低。盡管在圖1A 至圖1C中示出第一區(qū)域A1和接觸區(qū)域CA具有圓形形狀，但是基于采用的蝕刻方法第一區(qū)域Al和接觸區(qū)域CA可以具有矩形形狀和/或任意其它形狀。為了便于蝕刻第一支撐物22和第二支撐物32以及接觸區(qū)域CA，每個第一區(qū)域Al的寬度可以大于每個第二區(qū)域A2的寬度。此外，當(dāng)每個第二區(qū)域A2的寬度小于每個第一區(qū)域A1的寬度時，第二區(qū)域A2的發(fā)光和生熱可以多于第一區(qū)域A1，從而能夠控制發(fā)光和生熱的位置。如上所述，第一加熱部分21和第二加熱部分31每個可以分成第一區(qū)域
Al和第二區(qū)域A2。第二區(qū)域A2處的發(fā)光和生熱可以增加而且由第一支撐物22和第二支撐物32支撐的第一區(qū)域Al處的發(fā)光和生熱可以減小。此外，第一區(qū)域Al的導(dǎo)熱面積也可以減小。因此，功庫毛可以降^f氐，并且施加的電壓可以有效地用于第二區(qū)域A2的相對高溫加熱。
由于在第二區(qū)域A2處第一加熱部分21和第二加熱部分31 4皮此交叉，因此利用交叉區(qū)域的相對高溫加熱在第一加熱部分21和第二加熱部分31之間可以制造PN結(jié)。第一加熱部分21和第二加熱部分31可以由Mo、 W、 SiC等形成。第一加熱部分21和第二加熱部分31可以由相同材料或不同材料形成。此外，通過向微加熱器20和/或30通電可以產(chǎn)生發(fā)光和生熱。
在第一加熱部分21和第二加熱部分31的交叉區(qū)i或，示例性實施例可以包括在第二加熱部分31中形成的開口 33，或者第二加熱部分31可以由透明電極材料形成。在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間形成的PN結(jié)可以通過開口 33或者通過透明的第二加熱部分31發(fā)射或者吸收光。
為了防止第一加熱部分21和第二加熱部分31產(chǎn)生的熱的損耗，第一支撐物22和第二支撐物32可以由具有低導(dǎo)熱率的材料形成。例如，第一支撐物22和第二支撐物32可以由例如SiOx、 Si3N4等絕緣材^l"形成。
襯底IO可以由玻璃或塑性材料形成。當(dāng)襯底10由玻璃材料形成時，輻射的熱(可見光或IR)可以通過襯底10傳輸，這允許相對高溫加熱以在大面積上形成PN結(jié)。在微加熱器陣列的示例性實施例中，在第一和第二加熱部分中可以在600 。C至2000 。C的溫度下進行加熱而玻璃襯底的溫度可以保持在例如50。C以下。因此，樣i加熱器陣列可以用于利用相對高溫加熱來制造 PN結(jié)。
圖2A和圖2B分別為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的透視圖和平面圖。第一^f鼓加熱器20，和第二^f效加熱器30，中的第一加熱部分25和第二加熱部分35分別對應(yīng)于圖1A至圖1C中所示的第一加熱部分和第二加熱部分，并且第一支撐物26和第二支撐物36分別對應(yīng)于圖1A至圖1C所示的第一支撐物和第二支撐物。然而，第一微加熱器20，和第二微加熱器30，還可以包括第一連接部分27和第二連接部分37。第一微加熱器20，和第二微加熱器 30，也可以包括第一支撐物26和第二支撐物36，其沒有如圖1A至圖1C中所示設(shè)置在第一加熱部分25和第二加熱部分35下方，而是可以分別設(shè)置在第一連接部分27和第二連接部分37下方。微加熱器陣列102可以包括與圖 1A至圖1C所示的襯底10、第一加熱部分21和第二加熱部分31以及第一支撐物22和第二支撐物32相同的材料分別用于襯底10、第一加熱部分25 和第二加熱部分35以及第一支撐物26和第二支撐物36。
參照圖2A和圖2B，微加熱器陣列102包括襯底10;多個第一微加熱器20，，其在襯底IO上沿著第一方向Dl平行布置；以及多個第二微加熱器30'，其沿著垂直于第一方向D1的第二方向D2平行布置而且與多個第一微加熱器20，交叉。多個第一微加熱器20，中的每個可以包括第一加熱部分 25、第一支撐物26和第一連4^部分27。第一加熱部分25可以與襯底10隔開并沿著第一方向Dl延伸。第一連接部分27可以從第一加熱部分25的兩側(cè)延伸，并且沿著第一加熱部分25的縱向彼此隔開。第一支撐物26可以設(shè) 置于襯底10與第一連接部分27之間以支撐第一加熱部分25和第一連接部分27。
多個第二微加熱器30，中的每個可以包括第二加熱部分35、第二支撐物 36和第二連接部分37。第二加熱部分35可以與襯底10隔開并沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸以在第一加熱部分25上與第一加熱部分25 交叉。第二連接部分37可以從第二加熱部分35的兩側(cè)延伸，并且沿著第二加熱部分35的縱向彼此隔開。第二支撐物36可以設(shè)置于襯底10與第二連接部分37之間以支撐第二加熱部分35和第二連接部分37。
第一支撐物26的高度可以小于第二支撐物36的高度使得在第一加熱部分25和第二加熱部分35的交叉區(qū)域，第一加熱部分25和第二加熱部分35 可以彼此隔開預(yù)定或給定距離。第一加熱部分25和第二加熱部分35每個可以通過向其兩端施加電壓而發(fā)光和產(chǎn)生熱。第一加熱部分25和第二加熱部分35可以獨立地驅(qū)動。如上文討i侖的，第二加熱部分35可以由透明電4及材料形成。
多個第二微加熱器30，的構(gòu)造和形狀對應(yīng)于多個第一微加熱器20，，除了多個第二微加熱器30，可以在襯底10上沿著垂直于多個第一微加熱器20，的方向布置。下面，將詳細地描述多個第一^f鼓加熱器20，的結(jié)構(gòu)。
如圖2A和圖2B所示，第一連接部分27可以設(shè)置在第一加熱部分25 的兩側(cè)，不包括第一加熱部分25和第二加熱部分35的交叉區(qū)域。第一連接部分27可以沿著垂直于第一加熱部分25的縱向Dl的第二方向D2延伸，并且可以對稱地設(shè)置在第一加熱部分25的兩側(cè)。然而，第一連4姿部分27也
可以不對稱地設(shè)置在第一加熱部分25的兩側(cè)。第一連接部分27可以由與第一加熱部分25相同的材料形成，并且可以通過相同的工藝與第一力口熱部分 25 —體地形成。
第一支撐物26可以部分地設(shè)置在各個第一連接部分27下方以與第一連接部分27部分地接觸。每個第一連接部分27可以分成第三區(qū)域A3和第四區(qū)域A4。第三區(qū)域A3可以分別對應(yīng)于第一連接部分27與第一支撐物26 接觸的接觸區(qū)域CA。第四區(qū)域A4可以位于第一加熱部分25與第三區(qū)域 A3之間。支撐物26可以設(shè)置在各個第一連接部分27的端部下方，其可以是離開第一加熱部分25的相對距離。每個第一連接部分27的第三區(qū)域A3 可以對應(yīng)于每個第一連接部分27的端部。
如圖2A和圖2B所示，第一連接部分27可以由第一支撐物26支撐使得第一加熱部分25可以與第一連接部分27—體地形成，并且第一加熱部分 25可以由第一支撐物26支撐而不與第一支撐物26接觸。當(dāng)?shù)谝患訜岵糠?25和第一支撐物26通過第一連接部分27彼此隔開時，第一加熱部分25的溫度分布可以不受每個第一支撐物26的形狀影響。因此，第一加熱部分25 的溫度分布可以均勻地保持。
在第一微加熱器20，中，第一加熱部分25與第一連接部分27之間以及第一加熱部分25與第一支撐物26之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的面積可以減小，同時保持支撐第一加熱部分25,由此節(jié)省用于驅(qū)動第一微加熱器20，的功耗。例如，隨著每個第一連接部分27的第四區(qū)域A4的長度L增加和每個第一連接部分27的寬度Wl和W2減小，從第一加熱部分25的兩端到第一連接部分的導(dǎo)熱率可以降低。此外，隨著接觸區(qū)域CA的寬度減小，從第一連接部分27 到第一支撐物26的導(dǎo)熱率可以降低。
此外，如果每個第一連接部分27的第四區(qū)域A4的長度L增加，或者每個第一連接部分27的寬度Wl和W2以及接觸區(qū)域CA減小(同時保持支撐第一加熱部分25)，從第一加熱部分25產(chǎn)生的熱的損耗可以減小。因此，用于驅(qū)動孩l加熱器20，的功耗可以降低，并且應(yīng)用的能量可以用于第一加熱部分25的相對高溫力口熱。
如圖2B所示，例如，每個第一連接部分27的第四區(qū)域A4的寬度W2 可以形成為小于第一加熱部分25的寬度W3，因此從第一加熱部分25傳輸?shù)降谝贿B接部分27的第四區(qū)域A4的熱量可以減少。為了減少從第一連接部分27傳輸?shù)降谝恢挝?6的熱的損耗，接觸區(qū)域CA的寬度可以小于第三
士$ A3 度W1
當(dāng)每個第一連接部分27的接觸區(qū)域CA和第三區(qū)域A3的面積非常小時，通過第一支撐物26支撐第一加熱部分25可能變得困難，并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可能得不到保證。因此，接觸區(qū)域CA和第三區(qū)域A3的面積應(yīng)該具有最小面積或更大，在這種情況下第一支撐物26能夠保持支撐第一加熱部分25 和第一連接部分27。例如，如圖2B所示，第三區(qū)域A3的寬度Wl和接觸區(qū)域CA的寬度可以形成為大于第四區(qū)域A4的寬度W2。
如上所述，在第二微加熱器30，中，第二加熱部分35與第二連接部分 37之間以及第二加熱部分35與第二支撐物36之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的區(qū)域的面積也可以被控制，由此減小用于驅(qū)動第二微加熱器30，的功耗。在圖2A和圖 2B中，基于采用的蝕刻方法，第一連接部分27和第二連接部分37的接觸區(qū)域CA和第三區(qū)域A3可以具有圓形形狀、矩形形狀等。
在微加熱器陣列102中，多個第一微加熱器20，和第二微加熱器30，可以彼此交叉而形成矩陣，并且溫度分布在第一加熱部分25和第二加熱部分35 處處都可以是均勻的。微加熱器陣列102可以用于需要在大面積上和/或穿過大面積生熱和發(fā)光的電子器件。
圖3A是根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖。在圖3所示的部件中，與圖1A至圖2B所示相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省去對其的詳細描述。微加熱器陣列103可以包括襯底10;多個第一微加熱器 20，其在襯底10上沿著第一方向D1平行布置；以及多個第二^f鼓加熱器30，，其沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2平行布置，并且與多個第一微加熱器20交叉。
多個第一微加熱器20中的每個可以包括第一加熱部分21和第一支撐物 22。第一加熱部分21可以與襯底10隔開并沿著第一方向Dl延伸。第一支撐物22可以部分地設(shè)置在襯底10與第一加熱部分21之間以支撐第一加熱部分21。
多個第二微加熱器30，中的每個可以包括第二加熱部分35、第二支撐物 36和第二連接部分37。第二加熱部分35可以與襯底10隔開并且沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸，以在第一加熱部分21上與第一加熱部分21交叉。第二連4妻部分37可以從第二加熱部分35的兩側(cè)延伸并且可以布置為沿著第二加熱部分35的縱向彼此隔開。第二支撐物36可以設(shè)置在村底10與第二連接部分37之間以支撐第二力o熱部分35和第二連接部分37。
第一支撐物22的高度可以小于第二支撐物36的高度使得在第一加熱部分21與第二加熱部分35的交叉區(qū)域第一加熱部分21和第二加熱部分35可以彼此隔開預(yù)定或給定距離。第一加熱部分21和第二加熱部分35每個可以通過向其兩端施加電壓而發(fā)光和生熱。第一加熱部分21和第二加熱部分35 可以獨立地驅(qū)動。
在根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列中，圖3A所示的第二微加熱器30，的第二加熱部分35可以設(shè)置在圖3A所示的第一^f敖加熱器20的第一加熱部分21下方。圖3B為示出圖3A所示的微加熱器陣列的發(fā)熱狀態(tài)的CCD圖像。CCD圖像示出當(dāng)電壓施加到圖3A所示的多個第二微加熱器30，時第二加熱部分35的發(fā)熱狀態(tài)。如圖3B所示，在多個第二微加熱器30，中發(fā)熱狀態(tài)可以是相對均勻的。
圖4A至圖4E為說明根據(jù)示例性實施例在圖1A至圖1C中所示的微加熱器陣列的制造方法的截面圖。然而，示例性實施例不限于圖1A至圖1C 所示的，例如，制造微加熱器陣列的工藝可以用于制造微加熱器陣列102或 103。參照圖4A,第一犧牲層22a可以沉積在襯底10上。層22a可以^皮蝕刻而形成第一支撐物22和第二支撐物32的下部。將要被圖案化為第一加熱部分21的第一加熱層21a可以沉積在第一犧牲層22a上。
參照圖1B和圖4B，第一加熱層21a可以沿著第一方向Dl延伸，并且可以圖案化為被分為第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2的第一加熱部分21。該圖案化可以使用本領(lǐng)域中已知的方法進行，包括干法蝕刻、濕法蝕刻等等。
參照圖4C，第二犧牲層32a可以沉積在第一加熱部分21和第一犧牲層 22a上。第二犧牲層32a可以被蝕刻而形成第二支撐物32的上部。第二加熱層31 a可以沉積在第二犧牲層32a上以圖案化為第二加熱部分31 。
如圖1B和圖4D所示，第二加熱層31a可以沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸以圖案化為與第一加熱部分21交叉的第二加熱部分31。在第一加熱部分21與第二加熱部分31的交叉區(qū)域，第二加熱部分31可以被圖案化為具有開口 33。
如圖1A至圖1C以及圖4E所示，第一支撐物22和第二支撐物32可以通過濕法(各向同性)蝕刻第一犧牲層22a和第二犧牲層32a而形成?？梢?進行蝕刻使得通過調(diào)整蝕刻時間來減小第一支撐物22和第二支撐物32與第一加熱部分21和第二力。熱部分31的各個接觸區(qū)域CA的面積。
如果將玻璃襯底用作襯底10,第一犧牲層22a的沉積可以省去，并且第二支撐物32的下部和第一支撐物22可以通過蝕刻襯底10的上部形成。此外，第二加熱部分31可以包括沉積的透明電極材料。
使用例如圖1A至圖1C所示的微加熱器陣列101形成PN結(jié)的示例性實施例將被描述。然而，當(dāng)使用根據(jù)其它的示例性實施例的微加熱器陣列形成 PN結(jié)時可同樣地應(yīng)用示例性實施例。
圖5為說明根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列在第一和第二加熱部分之間形成的PN結(jié)的透視圖。在圖5所示的部件中，與圖1A至圖1C所示相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省去對其的詳細描述。
p型材料層41和n型材料層42可以形成在第一加熱部分21和第二加熱部分31的交叉區(qū)域，例如在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間，由此形成PN結(jié)40。當(dāng)將電壓施加到微加熱器陣列101時，p型材料層41和n 型材料層42可以利用/人第一加熱部分21和第二加熱部分31的一個或多個產(chǎn)生的熱而形成。然而，p型材料層41和n型材料層42也可以顛倒以形成 NP結(jié)。
如圖1A至圖1C所示，多個第一^i:加熱器20和第二^t加熱器30可以獨立地驅(qū)動。PN結(jié)40可以通過驅(qū)動多個第一孩i加熱器20和/或驅(qū)動多個第二^t加熱器30而形成在第一和第二加熱部分之間。而且，可以通過^l安順序驅(qū)動多個第一微加熱器20和第二微加熱器30， p型材料層41形成在第一加熱部分21的第二區(qū)域A2， n型材料層42可以形成在第二加熱部分31的第二區(qū)域A2中，由此在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間形成PN結(jié) 40。在圖5中，PN結(jié)可以利用在將電壓施加到多個第一微加熱器20時從第一加熱部分21產(chǎn)生的熱而形成。由于包含在多個第一樣i加熱器20的各個中的第一加熱部分21可以各自獨立地產(chǎn)生熱，因此PN結(jié)40可以形成在第一加熱部分21和第二加熱部分31的交叉區(qū)域的一部分處。
由于在第一加熱部分21的第二區(qū);或A2可以局部地進4亍相對高溫加熱，因此p型材料層41和n型材料層42可以形成在第一加熱部分的第二區(qū)域 A2以形成PN結(jié)40。由于第一加熱部分21和第二加熱部分31在第一加熱部分21和第二加熱部分31的第二區(qū)域A2處4皮此交叉，因此PN結(jié)40可以形成在第一加熱部分21和第二加熱部分31的交叉區(qū)域。
圖6為說明根據(jù)示例性實施例利用樣史加熱器陣列形成PN結(jié)部分的工藝的視圖，其中示出圖1A中所示的微加熱器陣列作為說明的實例。圖7A至圖7C為圖6的沿線III-in，的截面圖，說明在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間形成PN結(jié)的示例性實施例。
參照圖6和圖7A至圖7C,描述根據(jù)示例性實施例制造PN結(jié)的方法。微加熱器陣列101可以設(shè)置在腔室210中。通過外部電源220可將電壓施加到第一微加熱器20和第二微加熱器30的任一個，并且通過將電壓施加到第一微加熱器20可以將第一加熱部分21加熱到相對高溫。第一加熱部分21 可以在相對高溫下產(chǎn)生熱并且以可見光和/或紅外光的形式發(fā)射輻射熱。
通過連接到腔室210的第一供氣管230可以從腔室210的外部注入源氣體和p型摻雜氣體到腔室210中以在第一加熱部分21上生長p型材料層41, 如圖7A所示。注入到腔室210中的源氣體和p型摻雜氣體相互反應(yīng)以在相對高溫的第一加熱部分21上生長p型材料層41。取決于工藝條件，p型材料層41的生長可以根據(jù)第一加熱部分21的發(fā)熱溫度、氣體類型和加熱時間加以控制。例如，p型材料層41可以僅在第一加熱部分21的頂表面上生長和/或在第一加熱部分21的頂表面和底表面上都生長。由于在不與第一支撐物22接觸的第一加熱部分21的第二區(qū)域產(chǎn)生相對高溫的熱，因此p型材料層41可以主要生長在第二區(qū)域上。
隨后，通過連接到腔室210的第二供氣管240可以>^人腔室210的外部注入源氣體和n型摻雜氣體到腔室210中，同時保持加熱部分21的加熱狀態(tài)，以在p型材料層41與第二加熱部分31之間生長n型材料層42,如圖7B所示。注入到腔室210中的源氣體和n型摻雜氣體在相對高溫的第一加熱部分 21上相互反應(yīng)，并且可以在p型材料層41上生長n型材料層42，從而在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間形成PN結(jié)40。此外，為了形成n型材料層42,電壓可以不施加在第一孩i加熱器20上，而是施加在第二微加熱器30上以利用從第二加熱部分31產(chǎn)生的熱生長n型材料層42。
如圖7C所示，在形成PN結(jié)40之后可以增加退火p型材料層41和n 型材料層42的工藝。當(dāng)p型材料層41和n型材料層42是具有不完全結(jié)晶的非晶薄膜時，p型材料層41和n型材料層42可以通過退火經(jīng)由熱處理而結(jié)晶。此夕卜，PN結(jié)40與第一加熱部分21和第二加熱部分31之間的接觸電阻可以減小。通過同時或獨立地驅(qū)動第一樣i加熱器20和第二孩i加熱器30, 利用>火第一加熱部分21和第二加熱部分31的一個或多個產(chǎn)生的相對高溫的熱進行退火工藝。凈氣器(scrubber) 250可以設(shè)置在腔室210的下部以在形成p型材料層41和/或n型材料層42之后將腔室210中剩余的氣體吸收和中和。
例如，利用微加熱器陣列101，為了制造Si PN結(jié)，硅烷(SiH4)可以用作用于形成Si的源氣體。為了生長p型材料層，乙硼烷(B2H6)可以用作p型摻雜氣體，并且當(dāng)生長n型材料層時，磷化氫(PH3)可以用作n型摻雜氣體。備選地，為了制造GaN PN結(jié)作為金屬有機源，三曱基鎵(TMGa, trimethylgallium )和氨(NH3)可以用作用于形成GaN的源氣體。當(dāng)生長p 型材料層時，Cp2Mg (環(huán)戊二烯合4美(cyclopentadienylmagnesium ))可以用作p型摻雜氣體，并且當(dāng)生長n型材料層時，SiH4可以用作n型摻雜氣體。
示例性實施例包括利用例如微加熱器陣列IOI通過金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)工藝制造PN結(jié)。當(dāng)根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列時，只有用以制造PN結(jié)的第一和第二加熱部分可以局部地加熱至相對高溫，同時保持腔室的溫度尤其是襯底的溫度在較低溫度，這不同于典型的CVD工藝。因此，在玻璃襯底上可以制造需要相對高溫加熱的高質(zhì)量的PN結(jié)。高質(zhì)量PN結(jié)可以是具有高結(jié)晶度的PN結(jié)，例如具有微晶或多晶結(jié)構(gòu)的PN 結(jié)。由于根據(jù)示例性實施例不需要等離子體或復(fù)雜的加熱工藝來制造PN結(jié)，因此工藝腔室可以得到筒化，并且制造PN結(jié)器件的成本可以降低。
例如，為了生長用于例如發(fā)光二極管(LED)的單晶GaN,可能需要大約100(TC的生長溫度。由于玻璃襯底可能在550。C或以上的溫度下軟化，因此在低于550。C的溫度下可能難以生長高質(zhì)量的單晶GaN。由于需要這樣相對高溫的加熱條件，可用的村底可能限于高價襯底，例如硅晶片、八1203襯底和SiC襯底，而非玻璃襯底。因此，由于在大面積上制造PN結(jié)可能是困難的，因此使用LED作為表面光源或顯示器的光源存在限制。
然而，由于根據(jù)示例性實施例在使用微加熱器陣列制造PN結(jié)時玻璃襯底的溫度可以保持在相對低溫，因此可以制造質(zhì)量提高的單晶GaNPN結(jié)。因此，可以在大面積上制造GaN PN結(jié)，因此LED表面光源可以由這樣的 GaNPN結(jié)實現(xiàn)。此外，LED表面光源可以用作具有"t是高的效率和更長的壽命的大尺寸顯示器的光源。另外，由于利用從第一加熱部分21和第二加熱
部分31產(chǎn)生的相對高溫的熱，PN結(jié)可以直4妄生長在第一加熱部分21和第二加熱部分31上，因此可以容易地制造PN結(jié)器件。
圖8A至圖8C為圖6的沿線III-in，的截面圖，說明在第一加熱部分21 和第二加熱部分31之間形成PN結(jié)的示例性實施例。在圖8A至圖8C所示的部件中，與圖7A至圖7C所示相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省去對其的詳細描述
示例性實施例可以包括在制造PN結(jié)之前，在第一加熱部分21和第二加熱部分31中的任一個上形成催化劑層51而制造的納米線型PN結(jié)。制造PN 結(jié)的工藝可以與圖7A至圖7C所示制造PN結(jié)的工藝相同，除了在制造PN 結(jié)之前在分離的腔室中形成催化劑層的工藝。
在分離的腔室中，在將要形成PN結(jié)的部分處，催化劑層51可以形成在第一加熱部分21和第二加熱部分31的任一個上。在形成催化劑層51之后，在第一加熱部分21和第二加熱部分31的特定區(qū)域中可以制造納米線型PN 結(jié)。如圖8A所示，在第一加熱部分21與第二加熱部分31彼此交叉的區(qū)域中，催化劑層51可以形成在第一加熱部分21的頂表面上。催化劑層51可以通過分離的工藝形成，例如沉積、濺射或者電子束沉積。
具有催化劑層51的^f敖加熱器陣列101可以設(shè)置在腔室210中。如圖6 和圖8B所示，通過將源氣體和p型摻雜氣體注入到腔室210中，同時通過將電壓施加到第一微加熱器20將第一加熱部分21加熱至相對高溫，納米線型p型材料層41可以生長在第一加熱部分21的催化劑層51上。如圖8C所示，通過將源氣體和n型摻雜氣體注入腔室210中，同時保持第一加熱部分 21的加熱狀態(tài)，納米線型n型材料層42可以生長在p型材料層41與第二加熱部分31之間。納米線型PN結(jié)40可以在第一加熱部分21與第二加熱部分 31之間制成。被施加電壓的第一加熱部分21可以在相對高溫下產(chǎn)生熱，并且發(fā)射輻射熱作為可見光和/或紅外光。具有納米結(jié)構(gòu)的PN結(jié)可以在大約 500°C或以上的溫度下形成。使用催化劑層的納米線型PN結(jié)的實例包括使用碳納米管(CNT)的PN結(jié)器件、GaN納米線PN結(jié)器件等等。
當(dāng)使用PN結(jié)制造CNT時，催化劑層51可以使用催化劑例如Ni、 Fe、鎳鐵合金(64FeM)等形成。微加熱器陣列可以設(shè)置在腔室中，并且乙炔 (C2H2)和氬(Ar)可以注入腔室中來生長CNT。然后，p型和n型摻雜材料可以按順序注入腔室中。
示例性實施例還包括作為分離的工藝在第一加熱部分和第二加熱部分
的任一個上形成緩沖層的工藝。例如，當(dāng)在玻璃襯底上制造GaNPN結(jié)時，由于GaN與玻璃襯底之間的晶格失配導(dǎo)致GaN的完全外延生長可能很困難。因此，緩沖層可以形成在第一加熱部分21和第二加熱部分31的任一個上。然后，GaN的PN結(jié)可以生長在緩沖層上，從而例如可以避免玻璃襯底與 GaN之間的晶格失配。因此，可以獲得高質(zhì)量的多晶GaN。緩沖層可以通過在玻璃襯底上形成適于與GaN晶格匹配的材料作為薄膜，然后使該材料沿著特定方向取向來形成。GaN也可以根據(jù)緩沖層的布置方向進行外延生長。例如，如果通過沉積工藝例如賊射在具有優(yōu)選晶向
的第一加熱部分21 上形成氧化鋅(ZnO)薄膜，則GaN也可以生長為具有優(yōu)選晶向
。因此，相比于單晶襯底例如SiN或GaN,使用成本更低且更易于獲得的玻璃襯底作為孩l加熱器陣列的襯底IO可以形成高質(zhì)量的GaN。此外，高質(zhì)量的GaN 可以用于LED。
圖9為圖6的沿線m-nr的截面圖，說明在第一和第二加熱部分之間包
括InxGai.xN層的示例性實施例。進一步描述在p型材料層41與n型材料層 42之間形成InxGaNxN層的示例性實施例。
參照圖6和圖9， p型材料層41可以形成在第一加熱部分21上，并且然后InxGai.xN層45可以形成在p型材料層41上。分離的供氣管設(shè)置在腔室210的外部，通過供氣管可以將三曱基銥(TMIn, trimethyliridium )、 TEGa 和NH3分別注入腔室210中。TMIn、 TEGa和順3可分別用作用于形成 Ir^Ga,-xN層的In、 Ga和N源。通過分別控制注入腔室210中的TMIn、 TEGa 和NH3的供應(yīng)量可以形成具有各種組分比的InxGa^N層45。
然后，n型材料層42可以形成在Ir^Ga"N層45與第二加熱部分31之間，由此形成包括InxGa^N層45的PN結(jié)。在InxGa^N層中，In、 Ga和N 的組分可以隨著"x"的值而改變，并且取決于InxGa^N層的組分可以發(fā)射不同波長的光。因此，通過控制從PN結(jié)發(fā)射的光的波長，在p型材料層41 與n型材料層42之間形成的InxGa,.xN層45可以具有不同顏色，包括紅、綠和藍。在將包括Ii^Ga,《N層45的PN結(jié)應(yīng)用于顯示器時，可以實現(xiàn)各種色彩而不需分離的器件用于色彩實現(xiàn)，因此制造輕且薄的顯示器是可能的。
圖10說明根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列通過卣化物氣相外延(HVPE ， halide vapor phase eoitaxy)工藝形成GaN PN結(jié)的方法，其中為了便于說明簡要示出了圖1A中所示的微加熱器陣列。參照圖10,其中安放 Ga的反應(yīng)器320和根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列1Q1可以設(shè)置在腔室 310中。石英管可以用作腔室310和供應(yīng)管，通過供應(yīng)管可以將鹽酸(HCl)、 NH3、 SiH4和環(huán)戊二烯合鎂(Cp2Mg)分別供應(yīng)到腔室310中并且供應(yīng)管可以連接到腔室310的外部。
HC1可以^皮供應(yīng)到反應(yīng)器320中，然后在大約60(TC至900°C，例如在 800。C的溫度下與金屬Ga反應(yīng)以獲得可以作為Ga的源的氯化鎵(GaCl2 )。通過將電壓從設(shè)置在腔室310外部的電源330施加到第一微加熱器20可以加熱第一加熱部分21。通過將NH"乍為N的源以及將Cp2Mg作為p型摻雜氣體注入腔室310中在第一加熱部分21上可以形成p型GaN層。
通過將NH3作為N的源以及將SiH4作為n型摻雜氣體注入腔室310中，同時保持第一加熱部分21的加熱狀態(tài)，在p型GaN層與第二加熱部分31 之間可以形成n型GaN層。GaN的PN結(jié)可以形成在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間。第一加熱部分21可以在相對高溫下被加熱，同時將襯底10的溫度保持在大約80。C ， /人而允許GaN的PN結(jié)形成在玻璃襯底上。
圖IIA至圖IIC為示出根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列通過HVPE 工藝形成多晶GaN的照片。例如，當(dāng)利用HVPE方法形成GaN時，GaN可以形成在第一加熱部分21的頂表面上，或者GaN可以形成在第一加熱部分 21的頂表面和底表面上，這取決于工藝條件。作為實例，當(dāng)在第一加熱部分 21上在550。C的生熱溫度下生長非晶GaN達5分鐘時，非晶GaN可以形成在第一加熱部分21的頂表面上。第一加熱部分21中被加熱到相對高溫的第二區(qū)域上形成的非晶GaN的厚度可以大于在被加熱到相對低溫的第一區(qū)域上形成的非晶GaN的厚度。
此外，當(dāng)使用HVPE方法在第一加熱部分21上在1000。C的溫度下生長多晶GaN達8分鐘時，可以看到多晶GaN生長在第一加熱部分21的頂表面和底表面上，如圖11A所示。圖11B為示出圖11A中所示多晶GaN的每個晶體的照片，圖IIC為示出多晶GaN的晶體的每個的選區(qū)衍射(SAD)圖案的照片。如圖11C所示，多晶GaN的每個晶體是單晶。
圖12為沿圖5的線n-n，的截面圖。如圖12所示，PN結(jié)可以由形成在第一加熱部分21與第二加熱部分31之間的p型材料層41和n型材料層42制成。當(dāng)正向偏壓施加到與p型材料層41接觸的第一加熱部分21和與n型材辨層42接觸的第二加熱部分31時，從PN結(jié)40可以發(fā)光。因此，根據(jù)示例性實施例利用微—加熱器陣列和PN結(jié)40可以實現(xiàn)例如LED和光電二極—管等電子器件。為了發(fā)射從PN結(jié)40產(chǎn)生的光，在第二加熱部分31中可以形成開口 33，如圖12所示，或者第二加熱部分31可以由透明電極材料形成。
此外，根據(jù)示例性實施例利用微加熱器陣列和PN結(jié)的LED可以作為 LED表面光源應(yīng)用于例如顯示器等電子器件。另外，p型材料層41和n型材料層42可以直接生長在第一加熱部分21和第二加熱部分31上，在形成 PN結(jié)40之后使用第一加熱部分21和第二加熱部分31作為電極用以將電壓施加到PN結(jié)40。因此，可以不需要提供分離的電極層以制造薄輕的顯示器。根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列和PN結(jié)也可以用于太陽能電池。在太陽能電池中，通過第二加熱部分31的開口 33可以將光提供給PN結(jié)40。因此，根據(jù)示例性實施例的微加熱器和使用微加熱器陣列制造的PN結(jié)可以用于包括PN結(jié)的各種電子器件中。
圖13A至圖13D為說明根據(jù)示例性實施例制造PN結(jié)的另一種方法的視圖。圖13A為根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列的平面圖，以及圖13B為沿圖13A的線IV-IV，的截面圖。參照圖13A和圖13B，；徵加熱器陣列111 可以包括襯底110以及彼此交替平行布置的第一樣i加熱器120和第二^t加熱器130。
第一微加熱器120可以包括第一加熱部分121和第一支撐物122。第一加熱部分121可以與襯底110隔開并且沿著第一方向延伸。第一支撐物122 可以部分地設(shè)置在村底110與第一加熱部分121之間以支撐第一加熱部分 121。
類似于第一樣么加熱器120，第二微加熱器130可以包括第二加熱部分131 和第二支撐物132。第二加熱部分131可以與襯底110隔開并且平行于第一加熱部分121設(shè)置。第二支撐物132可以部分地設(shè)置于襯底110與第二加熱部分131之間以支撐第二加熱部分131。
第一加熱部分121和第二加熱部分131的每個可以分成第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2。第一區(qū)域Al可以對應(yīng)于第一加熱部分121和第二加熱部分 131分別與第一支撐物122和第二支撐物132接觸的接觸區(qū)域CA，并且每個第二區(qū)域A2可以位于第一區(qū)域Al之間。在第一加熱部分121和第二加熱部分131的第二區(qū)域A2而不是第-一區(qū)域可以產(chǎn)生相對高溫加熱。
如圖13a和圖13b所示，第一微加熱器120和第二微加熱器130可以彼此平行設(shè)置，使得第一加熱部分121的第一區(qū)域A1和第二區(qū)域A2分別與第二加熱部分131的第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2相鄰。第一加熱部分121 和第二加熱部分131可以具有與圖1A和圖1B中所示的第一加熱部分21相同的形狀和結(jié)構(gòu)。因此，省去第一加熱部分121和第二加熱部分131的詳細說明。
圖13C為說明使用圖13A和圖13B所示的微加熱器陣列在第一和第二加熱部分之間形成的pn結(jié)的平面圖，圖13d為沿圖13c的線v-v，的截面圖。如圖13C和圖13D所示，利用在將電壓施加到微加熱器陣列111時從第一加熱部分121和第二加熱部分131產(chǎn)生的熱在第一加熱部分121和第二加熱部分Bl上分別形成p型材料層41和n型材料層42,可以在第一加熱部分121與第二加熱部分131之間形成PN結(jié)40。
如圖6所示，可以利用MOCVD方法制造PN結(jié)。代替圖6所示的微加熱器陣列101，微加熱器陣列l(wèi)ll可以設(shè)置在腔室(未示出)中。通過將電壓施加到第一樣i加熱器120可以將第一加熱部分121加熱至相對高溫。通過將源氣體和p型摻雜氣體注入腔室中可以在第一加熱部分121上生長p型材料層41。施加至第一^f效加熱器120的電壓可以停止，并且通過將電壓施加到第二微加熱器130可以將第二加熱部分131加熱至相對高溫。通過將源氣體和n型4參雜氣體注入腔室中可以在第二加熱部分131上生長與p型材料層41 接觸的n型材料層42。
由于在第一加熱部分121和第二加熱部分131各個的第二區(qū)域八2產(chǎn)生相對高溫的熱，因此p型材料層41可以形成在第一加熱部分121的每個的第二區(qū)域A2中，并且n型材料層42可以形成在第二加熱部分131的每個的第二區(qū)域A2中。在p型材料層41和n型材料層42各自的形成過程中，通過控制加熱溫度、生長時間等可以在相鄰的第一加熱部分121與第二加熱部分131之間生長p型材料層41和n型材料層42,從而在第一加熱部分121 與第二加熱部分131之間制造PN結(jié)。在形成PN結(jié)40之后，通過將電壓施加到第一加熱部分121和第二加熱部分131中的一個或多個可以對p型材料層41和n型材料層42進行后期熱處理。
由于p型材料層41和n型材料層42可以直接生長在第一加熱部分121^口弟^—"力口熱"^卩^" 131 ， i^^i^^帝J^j PN #吉40 」字_￡￡>向Y扁/玉^^i力口亞lj弟力口熱部分121和第二加熱部分131， /人PN結(jié)40可以發(fā)光。因此，4吏用才艮據(jù)示例寸生買-施例的《敬加熱器陣歹寸111_ ^—吏用《敬加熱器陣歹寸11 ]_形，成的PK纟^ 40 "^T 以實現(xiàn)例如LED的電子器件。
根據(jù)示例性實施例的微加熱器陣列對于在大面積上需要PN結(jié)的大尺寸應(yīng)用而言是有利的。此外，示例性實施例包括在制造PN結(jié)時使襯底溫度保持相對接近低溫和/或正常溫度，從而允許在玻璃襯底、塑料襯底等上制造 PN結(jié)。例如，根據(jù)示例性實施例，使用GaNPN結(jié)的LED可以在玻璃上實現(xiàn)，玻璃可以作為基礎(chǔ)，例如，用于玻璃上系統(tǒng)(SOG)和塑料上系統(tǒng)(SOP)。
上述內(nèi)容是對示例性實施例的說明，并且不應(yīng)解釋為局限于此。盡管已經(jīng)描述了幾個示例性實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解在實質(zhì)上不脫離新穎的教導(dǎo)和優(yōu)點的前提下在示例性實施例中可以有許多修改。因此，所有這些修改旨在包含在如權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍中。在權(quán)利要求書中，裝置+功能的條款旨在覆蓋這里描述的實施所述功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅覆蓋結(jié)構(gòu)等效物，而且覆蓋等效結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)該理解上述內(nèi)容是各種示例性實施例的說明，并且不應(yīng)解釋為局限于公開的具體實施例，并且對公開
本申請要求于2008年3月25日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局申請的韓國專利申請 No. 10-2008-0027233的優(yōu)先權(quán)，并通過參考將其全部內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1. 一種微加熱器陣列，包括襯底；至少一個第一微加熱器，其位于所述襯底上，平行于第一方向；以及至少一個第二微加熱器，其平行于第二方向，其中所述至少一個第一微加熱器的每個包括在所述襯底上沿著所述第一方向延伸的第一加熱部分和在所述襯底上支撐所述第一加熱部分的第一支撐物，并且所述至少一個第二微加熱器的每個包括沿著所述第二方向延伸的第二加熱部分和在所述襯底上支撐所述第二加熱部分的第二支撐物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微加熱器陣列，其中所述第一方向垂直于所述第二方向，所述至少一個第一微加熱器與所述至少一個第二微加熱器交叉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微加熱器陣列，其中所述第一加熱部分與所述第二加熱部分交叉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微加熱器陣列，其中所述第一加熱部分和所述第二加熱部分的每個還包括第一區(qū)域，其對應(yīng)于所述第一加熱部分和所述第二加熱部分分別接觸所述第一支撐物和所述第二支撐物的接觸區(qū)域，以及第二區(qū)域，其位于所述第一區(qū)域之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的孩i力。熱器陣列，其中在所述第一加熱部分與所述第二加熱部分的交叉區(qū)域，所述第一加熱部分與所述襯底之間的間隔小于所述第二加熱部分與所述襯底之間的間隔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微加熱器陣列，其中所述第二加熱部分在所述第一加熱部分與所述第二加熱部分的所述交叉區(qū)域具有開口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微加熱器陣列，其中所述第二加熱部分包括透明電極。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的孩么力。熱器陣列，其中除了所述交叉區(qū)域之夕卜，所述第一支撐物位于所述襯底與所述第一加熱部分之間，所述第二支撐物位于所述襯底與所述第二加熱部分之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微力口熱器陣列，還包括第一連接部分，其分別從所述至少一個第一微加熱器的所述第一加熱部分的兩側(cè)沿著所述第一加熱部分的縱向延伸，但除了所述交叉區(qū)域之外；以及第二連接部分，其分別從所述至少一個第二微加熱器的所述第二加熱部分的兩側(cè)沿著所述第二加熱部分的縱向延伸，但除了所述交叉區(qū)域之外，其中所述第一支撐物位于所述襯底與所述第一連接部分之間以支撐所述第一加熱部分和所述第一連接部分，所述第二支撐物位于所述襯底與所述第二連接部分之間以支撐所述第二加熱部分和所述第二連接部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微加熱器陣列，還包括第一連接部分，其分別從所述至少一個第一微加熱器的所述第一加熱部分的兩側(cè)沿著所述第一加熱部分的縱向延伸，但除了所述交叉區(qū)域之外，其中所述第一支撐物位于所述襯底與所述第一連接部分之間以支撐所述第一加熱部分和所述第一連接部分，所述第二支撐物位于所述襯底與所述第二加熱部分之間以支撐所述第二加熱部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微加熱器陣列，還包括第二連接部分，其分別從所述至少一個第二微加熱器的所述第二加熱部分的兩側(cè)沿著所述第二加熱部分的縱向延伸，但除了所述交叉區(qū)域之外，其中所述第二支撐物位于所述襯底與所述第二連接部分之間以支撐所述第二加熱部分和所述第二連接部分，所述第一支撐物位于所述襯底與所述第一加熱部分之間以支撐所述第一加熱部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微加熱器陣列，其中所述至少一個第一微加熱器和所述至少一個第二孩l加熱器獨立地驅(qū)動。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微加熱器陣列，其中所述第一方向與所述第二方向相同。
14. 一種制造PN結(jié)的方法，包括提供如權(quán)利要求1所述的微加熱器陣列；以及通過將電壓施加到所述^f鼓加熱器陣列，在所述第一加熱部分與所述第二加熱部分之間形成PN結(jié)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一方向垂直于所述第二方向，所述至少一個第一微加熱器與所述至少一個第二微加熱器交叉。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括將所述微加熱器陣列設(shè)置在腔室中；將電壓施加到所述至少一個第一微加熱器和所述至少一個第二微加熱器的至少之一；將源氣體和p型摻雜氣體注入所述腔室中；在所述第一加熱部分和所述第二加熱部分的至少之一上生長p型材料層；將源氣體和n型摻雜氣體注入所述腔室中；以及在所述p型材料層上生長n型材料層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述第一加熱部分和所述第二加熱部分的至少之一上形成催化劑層和緩沖層的至少之一。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述p型材料層與所述n型材料層之間形成InxGai.xN層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將電壓施加到所述第一加熱部分和所述第二加熱部分的至少之一以加熱所述p型材料層和所述n型材料層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一方向與所述第二方向相同，所述至少一個第一微加熱器和所述至少一個第二微加熱器交替布置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中形成所述PN結(jié)還包括在所述第一加熱部分和所述第二加熱部分上分別形成p型材料層和n型材料層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括在真空腔室中設(shè)置所述微加熱器陣列；將電壓施加到所述至少一個第一微加熱器；將源氣體和p型摻雜氣體注入所述腔室中；在所述第一加熱部分上生長p型材料層；將電壓施加到所述至少一個第二^f敬加熱器；將源氣體和n型摻雜氣體注入所述腔室中；以及在所述第二加熱部分上生長與所述p型材料層接觸的n型材料層。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述至少一個第一微加熱器和所述至少一個第二微加熱器交替布置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括將所述第一加熱部分和所述第二加熱部分的每個分成第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域?qū)?yīng)于所述第一加熱部分和所述第二加熱部分分別接觸所述第一支撐物和所述第二支撐物的接觸區(qū)域，所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)i或之間；在所述第一加熱部分的所述第二區(qū)域的每個上形成所述P型材料層；以及在所述第二加熱部分的所述第二區(qū)域的每個上形成所述n型材料層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括將電壓施加到所述第一加熱部分和所述第二加熱部分至少之一以加熱所述p型材料層和所述n型材料層。
26. —種PN結(jié)器件，包括如權(quán)利要求1所述的微加熱器陣列；以及至少一個PN結(jié)，其位于所述至少一個第一微加熱器和所述至少一個第二微加熱器之間，其中所述至少一個PN結(jié)包括在至少一個所述第一加熱部分和所述第二加熱部分之間的p型材料層和n型材料層。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的PN結(jié)器件，其中所述第一方向垂直于所述第二方向，所述至少一個第一微加熱器與所述至少一個第二微加熱器交叉。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的PN結(jié)器件，其中所述第一加熱部分和所述第二加熱部分用作電極，用于將電壓分別施加到所述p型材料層和所述n型材料層。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的PN結(jié)器件，其中所述第一方向與所述第二方向相同。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的PN結(jié)器件，其中所述第一加熱部分和所述第二加熱部分用作電極，用于將電壓分別施加到所述p型材料層和所述n型材料層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微加熱器陣列和包括微加熱器陣列的PN結(jié)器件及其制造方法。本發(fā)明包括包括在襯底上彼此垂直或平行設(shè)置的第一微加熱器和第二微加熱器的微加熱器陣列；以及利用當(dāng)將電壓施加到微加熱器陣列時分別從第一加熱部分和第二加熱部分產(chǎn)生的熱在第一加熱部分與第二加熱部分之間制造PN結(jié)的方法。因此，當(dāng)使用微加熱器形成PN結(jié)時，可以在玻璃襯底上的大面積內(nèi)制造高質(zhì)量的PN結(jié)。
文檔編號H01L21/20GK101545136SQ20081018591
公開日2009年9月30日申請日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者安德雷·朱爾卡尼夫, 崔濬熙, 樸性秀, 鄭得錫, 韓在镕申請人:三星電子株式會社

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