[发明专利]一种基于自离子注入SOI材料的近红外室温发光器件

摘要

本发明涉及一种基于自离子注入SOI材料的近红外室温发光器件，属于光电子技术领域。本发明的发光器件在1.50-1.60μm范围的室温强发光，器件基于缺陷环及缺陷环附近点缺陷的发光，发光器件结构从下往上分别是本征Si衬底→注氧的氧化Si隔离层→p+型Si下电极层→发光有源层→n+型Si上电极层，发光器件的外量子效率为0.05％～0.8％。本发明突出的优点为：1、基于SOI的p-i-n结上制备的发光器件继承了SOI结构所具有的各种优点，其中离子注入区域和发光有源层都在硅薄膜层；2、获得的发光器件在室温下能稳定发光，解决了近红外LED器件和激光器低温才能正常工作的问题；3、本发明提高了器件的外量子效率，可以达到0.05％-0.8％的范围，从而增强了器件的发光强度。

主权项

一种基于自离子注入SOI材料的近红外室温发光器件，其特征在于本发明的发光器件在1.50‑1.60μm范围的室温强发光，器件基于缺陷环及缺陷环附近点缺陷的发光，发光器件结构从下往上分别是本征Si衬底→注氧的氧化Si隔离层→p+型Si下电极层→发光有源层→n+型Si上电极层，发光器件的外量子效率为0.05％～0.8％；本发明的近红外室温强发光器件经如下步骤得到：①采用离子注入机将Si+自注入用注氧隔离法制备好的SOI硅薄膜层，离子入射方向与硅薄膜表面法线成7°，整个过程在真空、室温环境下进行，Si+注入剂量为1012cm‑2‑1016cm‑2，注入能量为80keV‑300keV；②在N2气氛下对自注入后的SOI材料采取高温炉退火处理，退火温度700℃～1200℃，退火时间为0.5～12小时，保护气氛为氮或氩气；③将处理后的SOI材料制成基于缺陷发光的发光器件。