[發(fā)明專利]脊?fàn)畎l(fā)光二極管在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710347986.3 | 申請(qǐng)日： | 2017-05-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107275453A | 公開（公告）日： | 2017-10-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 冉文方 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01L33/20 | 分類號(hào)： | H01L33/20 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 710065 陜西省西安市高新區(qū)高新路86號(hào)*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 發(fā)光二極管 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管。
背景技術(shù)
近年來，以硅為襯底的半導(dǎo)體器件已經(jīng)成為該領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。高質(zhì)量的硅基光源器件是硅光電子技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。Ge為間接帶隙半導(dǎo)體，但Ge-Sn合金為直接帶隙半導(dǎo)體，應(yīng)用于硅基LED的研制。但是在制備Ge-Sn合金LED工藝過程中，為了提高LED的質(zhì)量，需要在硅襯底上先制備Ge緩沖層，但Ge緩沖層與Si襯底晶格失配較大，嚴(yán)重影響了LED的發(fā)光效率。
因此，如何研制出一種高質(zhì)量、發(fā)光效率較高的Ge-Sn合金LED已經(jīng)成為該領(lǐng)域亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管，包括：SOI襯底層、晶化Ge層、脊?fàn)頖e-Sn合金層、N型Ge-Sn合金層、P型Ge-Sn合金層，其中：
所述晶化Ge層位于所述SOI襯底層之上；
所述脊?fàn)頖e-Sn合金層位于所述晶化Ge層表面之上中間位置；
所述N型Ge-Sn合金層和所述P型Ge-Sn合金層位于所述晶化Ge層表面之上所述脊?fàn)頖e-Sn合金層兩側(cè)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述晶化Ge層為經(jīng)過激光再晶化(Laser re-crystallization,簡(jiǎn)稱LRC)工藝形成的Ge層。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述LRC工藝的參數(shù)中激光參數(shù)為：激光波長(zhǎng)為808nm，激光光斑尺寸為10mm×1mm，激光功率為1.5kW/cm2，激光移動(dòng)速度為25mm/s。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括鈍化層，所述鈍化層位于所述N型Ge-Sn合金層、所述脊?fàn)頖e-Sn合金層、所述P型Ge-Sn合金層之上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鈍化層的材料為SiO2。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括第一電極和第二電極，其中：
所述第一電極，位于所述N型Ge-Sn合金層之上；
所述第二電極，位于所述P型Ge-Sn合金層之上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極和所述第二電極的材料為Cr-Au合金。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述N型Ge-Sn合金層的摻雜濃度為1×1019cm-3。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述P型Ge-Sn合金層的摻雜濃度為1×1019cm-3。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述脊?fàn)頖e-Sn合金層厚度為150～200nm，摻Sn組分為8％，摻Ge組分為92％。
本發(fā)明實(shí)施例，利用LRC工藝處理Ge外延層，橫向釋放Ge外延層的位錯(cuò)缺陷，獲得低位錯(cuò)密度的Ge外延層；同時(shí)，由于LRC工藝可精確控制晶化區(qū)域，Si與Ge之間材料界面特性好，從而提高了器件性能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2a-圖2l為本發(fā)明實(shí)施例的一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管的制備工藝示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種LRC工藝示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例一
請(qǐng)參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脊?fàn)畎l(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。該脊?fàn)畎l(fā)光二極管包括：SOI襯底層401、晶化Ge層402、脊?fàn)頖e-Sn合金層403、N型Ge-Sn合金層404、P型Ge-Sn合金層405，其中：
所述晶化Ge層402位于所述SOI襯底層401之上；
所述脊?fàn)頖e-Sn合金層403位于所述晶化Ge層402表面之上中間位置；
所述N型Ge-Sn合金層404和P型Ge-Sn合金層405位于所述晶化Ge層402表面之上所述脊?fàn)頖e-Sn合金層403兩側(cè)。
其中，所述晶化Ge層402為經(jīng)過LRC工藝形成的Ge層。
其中，所述LRC工藝的參數(shù)中激光參數(shù)為：激光波長(zhǎng)為808nm，激光光斑尺寸為10mm×1mm，激光功率為1.5kW/cm2，激光移動(dòng)速度為25mm/s。
另外，所述發(fā)光二極管還包括鈍化層406，所述鈍化層406位于所述N型Ge-Sn合金層404、脊?fàn)頖e-Sn合金層403、P型Ge-Sn合金層405之上。
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