红外LED及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种红外LED及其制备方法，该方法包括：选取Si衬底；在Si衬底表面生长Ge外延层；在Ge外延层表面上淀积保护层；利用LRC工艺晶化Si衬底、Ge外延层、保护层；刻蚀保护层，形成晶化后的Ge层；对晶化后的Ge层进行掺杂形成P型晶化Ge层；在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，最终形成红外LED。本发明专利技术采用激光再晶化(Laser Re‑Crystallization，简称LRC)工艺可有效降低Ge虚衬底的位错密度、表面粗糙度、界面缺陷，提升Ge虚衬底的质量。

Infrared LED and its preparation method

The present invention relates to an infrared LED and a preparation method thereof. The method comprises: selecting a Si substrate; in the surface of Si substrate Ge epitaxial growth layer; in Ge epitaxial layer deposited on the surface of the protective layer; using LRC technology Si Ge crystallization substrate, epitaxial layer, protective layer; etching protective layer, the Ge layer is formed after crystallization; the Ge layer was formed after crystallization of P doped Ge layer in P crystallization; crystallization of Ge layer on the surface of the continuous growth of Ge layer, N Ge layer and N Si layer; manufacturing metal electrode, and ultimately the formation of infrared LED. The invention adopts the laser crystallization (Laser Re Crystallization, referred to as LRC) technology can effectively reduce the Ge virtual substrate dislocation density, surface roughness, interface defects, improve the quality of Ge virtual substrate.

【技术实现步骤摘要】
红外LED及其制备方法
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种红外LED及其制备方法。
技术介绍
半导体集成电路是电子工业的基础，人们对电子工业的巨大需求，促使了该领域的迅速发展。并一直遵循着Moore定律发展，随着特征尺寸逐渐减小，集成电路的电互连出现了传输延迟、带宽密度等一系列问题。因此光互连成为现代集成电路更好的选择，其中发光管将电信号转换为光信号是光电集成的关键器件之一。目前，半导体光源主要使用III-V族半导体材料，但是其价格昂贵、导热性能和机械性能较差，以及与现有的成熟的Si工艺兼容性差等缺点，限制了其在Si基光电集成技术中的应用。而同为IV族元素的Ge材料因其与Si的可集成性及其独特的能带结构有望成为Si基光电集成回路中的光源。依据文献报道，利用Si衬底与Ge外延层之间的热失配，在Ge外延层中引入低强度张应变，同时结合n型重掺杂的能带工程手段，可使Si衬底上的Ge外延层材料由间接带隙转变为准直接带隙半导体材料，并基于该GeSi虚衬底材料制备了PiN结构的发光器件(LED)。然而，由于Si衬底与Ge外延层之间的晶格失配较大(约4％)，采用常规两步法工艺制备的Ge外延本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；在所述Ge外延层表面上淀积保护层；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。

【技术特征摘要】
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；在所述Ge外延层表面上淀积保护层；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉文方，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61