[实用新型]脊状发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，具体涉及一种脊状发光二极管。

背景技术

近年来，以硅为衬底的半导体器件已经成为该领域的发展重点。高质量的硅基光源器件是硅光电子技术领域的研究重点。Ge为间接带隙半导体，但Ge-Sn合金为直接带隙半导体，应用于硅基LED的研制。但是在制备Ge-Sn合金LED工艺过程中，为了提高LED的质量，需要在硅衬底上先制备Ge缓冲层，但Ge缓冲层与Si衬底晶格失配较大，严重影响了LED的发光效率。

因此，如何研制出一种高质量、发光效率较高的Ge-Sn合金LED已经成为该领域亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种脊状发光二极管。

本实用新型的一个实施例提供了一种脊状发光二极管，包括：SOI衬底层、晶化Ge层、脊状Ge-Sn合金层、N型Ge-Sn合金层、P型Ge-Sn合金层，其中：

所述晶化Ge层位于所述SOI衬底层之上；

所述脊状Ge-Sn合金层位于所述晶化Ge层表面之上中间位置；

所述N型Ge-Sn合金层和所述P型Ge-Sn合金层位于所述晶化Ge层表面之上所述脊状Ge-Sn合金层两侧。

在本实用新型的一个实施例中，还包括钝化层，所述钝化层位于所述N型Ge-Sn合金层、所述脊状Ge-Sn合金层、所述P型Ge-Sn合金层之上。

在本实用新型的一个实施例中，所述钝化层的材料为SiO₂。

在本实用新型的一个实施例中，还包括第一电极和第二电极，其中：

所述第一电极，位于所述N型Ge-Sn合金层之上；

所述第二电极，位于所述P型Ge-Sn合金层之上。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极的材料为Cr-Au合金。

在本实用新型的一个实施例中，所述脊状Ge-Sn合金层厚度为150～200nm。

本实用新型实施例的脊状发光二极管能够显著提高器件性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种脊状发光二极管的结构示意图；

图2a-图2l为本实用新型实施例的一种脊状发光二极管的制备工艺示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种激光再晶化(Laser re-crystallization,简称LRC)工艺示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，为本实用新型实施例提供的一种脊状发光二极管的结构示意图。该脊状发光二极管包括：SOI衬底层401、晶化Ge层402、脊状Ge-Sn合金层403、N型Ge-Sn合金层404、P型Ge-Sn合金层405，其中：

所述晶化Ge层402位于所述SOI衬底层401之上；

所述脊状Ge-Sn合金层403位于所述晶化Ge层402表面之上中间位置；

所述N型Ge-Sn合金层和P型Ge-Sn合金层位于所述晶化Ge层402表面之上所述脊状Ge-Sn合金层403两侧。

其中，所述晶化Ge层402为经过LRC工艺形成的Ge层。

其中，所述LRC工艺的参数中激光参数为：激光波长为808nm，激光光斑尺寸为10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm²，激光移动速度为25mm/s。

另外，所述发光二极管还包括钝化层406，所述钝化层406位于所述N型Ge-Sn合金层404、脊状Ge-Sn合金层403、P型Ge-Sn合金层405之上。

优选地，所述钝化层406的材料为SiO₂。

其中，所述发光二极管还包括第一电极407和第二电极408，其中：

第一电极407，位于所述N型Ge-Sn合金层404之上；

第二电极408，位于所述P型Ge-Sn合金层405之上。

优选地，所述第一电极407和所述第二电极408的材料为Cr-Au合金。

优选地，所述N型Ge-Sn合金层404的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。

优选地，所述P型Ge-Sn合金层405的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。