[发明专利]红外LED及其制备方法

权利要求书

1.一种红外LED的制备方法，其特征在于，包括：

选取Si衬底；

在所述Si衬底表面生长Ge外延层；所述Ge外延层包括Ge籽晶层和所述Ge籽晶层上的Ge主体层；

在所述Ge外延层表面上淀积SiO₂保护层；

利用LRC工艺晶化所述Si衬底、所述Ge外延层、所述保护层；

刻蚀所述保护层，形成晶化后的Ge层；

对晶化后的所述Ge层进行掺杂形成P型晶化Ge层；

在所述P型晶化Ge层表面连续生长Ge层、N型Ge层和N型Si层；

制作金属电极，最终形成所述红外LED。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Si衬底表面生长Ge外延层，包括：

在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述Si衬底表面生长40～50nm厚度的Ge籽晶层；

在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在所述Ge籽晶层表面生长150～250nm厚度的Ge主体层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述Ge外延层表面上淀积保护层，包括：

利用CVD工艺在所述Ge主体层表面淀积100～150nm厚度的SiO₂层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用LRC工艺晶化所述Si衬底、所述Ge外延层、所述保护层，包括：

将所述Si衬底、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层、所述SiO₂层形成的整个衬底材料加热至700℃，利用LRC工艺晶化所述整个衬底材料，其中，所述LRC工艺中激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm²，激光移动速度为25mm/s；

对所述整个衬底材料退火。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，晶化后的所述Ge层包括晶化后的所述Ge籽晶层和晶化后的所述Ge主体层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对晶化后的所述Ge层进行掺杂形成P型晶化Ge层，包括：

利用离子注入工艺对晶化后的所述Ge层进行掺杂，掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3；

对掺杂后的所述Ge层进行退火。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述P型晶化Ge层表面连续生长Ge层、N型Ge层和N型Si层，包括：

在300-400℃温度下，利用CVD工艺在所述P型晶化Ge层表面生长280-320nm厚度的所述Ge层；

在300-400℃温度下，利用CVD工艺在所述Ge层表面生长80-120nm厚度、1×10²⁰cm^-3掺杂浓度的所述N型Ge层；

在300℃温度下，利用CVD工艺在所述N型Ge层表面生长80-120nm厚度、1×10²⁰cm^-3掺杂浓度的所述N型Si层。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制作金属电极，包括：

利用刻蚀工艺刻蚀所述P型晶化Ge层形成金属接触区域；

利用PECVD工艺在所述P型晶化Ge层和所述N型Si层表面生长钝化层；

利用刻蚀工艺刻蚀所钝化层形成接触孔；

利用电子束蒸发工艺在所述接触孔淀积Cr/Au合金形成所述金属电极。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，利用刻蚀工艺刻蚀所述P型晶化Ge层形成金属接触区域，包括：

在室温下，利用HCl:H₂O₂:H₂O＝1:1:20的化学溶剂，以100nm/min的速率进行台面刻蚀，露出P型晶化Ge层形成金属接触区域。

10.一种红外LED，其特征在于，包括：Si衬底、P型晶化Ge层、Ge层、N型Ge层、N型Si层与金属电极；其中，所述红外LED由权利要求1～9任一项所述的方法制备形成。