[发明专利]横向结构LED及其制备方法

权利要求书

1.一种横向结构LED的制备方法，其特征在于，包括：

(a)选取SOI衬底；

(b)在所述SOI衬底上生长Ge外延层；

(c)对所述Ge外延层进行晶化处理形成晶化Ge层；

(d)在所述晶化Ge层上生长制作脊状Ge-Sn合金层；

(e)在所述脊状Ge-Sn合金层中制作N型Ge-Sn合金层及P型Ge-Sn合金层；

(f)制作电极以完成所述LED的制备。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括：

(b1)在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述SOI衬底上生长Ge籽晶层；

(b2)在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述Ge籽晶层上生长Ge主体层以形成所述外延层；

(b3)利用CVD工艺在所述Ge主体层上生长第一保护层。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)将包括所述SOI衬底、所述Ge外延层的整个材料加热至700℃；

(c2)利用激光再晶化工艺，对所述整个材料进行晶化处理；

(c3)利用干法刻蚀工艺，刻蚀所述第一保护层，得到所述晶化Ge层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述激光再晶化工艺中激光波长为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。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)在H₂氛围中，以SnCl₄和GeH₄分别作为Sn和Ge源，掺Sn组分为8％，掺Ge组分为92％，生长所述Ge-Sn合金层。

(d2)利用干法刻蚀工艺，刻蚀部分区域的所述Ge-Sn合金层形成所述脊状Ge-Sn合金层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e11)在所述脊状Ge-Sn合金层上生长第二保护层；

(e12)利用干法刻蚀工艺，刻蚀所述第二保护层的指定区域，在所述脊状Ge-Sn合金层表面形成第一待掺杂区域；

(e13)利用离子注入工艺，在所述第一待掺杂区域注入P离子，形成所述N型Ge-Sn合金层；

(e14)对包括所述N型Ge-Sn合金层的整个材料进行退火处理，然后利用干法刻蚀工艺，刻蚀掉所述第二保护层。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)还包括：

(e21)在所述脊状Ge-Sn合金层上生长第三保护层；

(e22)利用干法刻蚀工艺，刻蚀所述第三保护层的指定区域，在所述脊状Ge-Sn合金层表面形成第二待掺杂区域；

(e23)利用离子注入工艺，在所述第二待掺杂区域注入B离子，形成P型Ge-Sn合金层；

(e24)对包括所述P型Ge-Sn合金层的整个材料进行退火处理，然后利用干法刻蚀工艺，刻蚀掉所述第三保护层。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(f)包括：

(f1)在所述脊状Ge-Sn合金层、所述N型Ge-Sn合金层及所述P型Ge-Sn合金层表面生长钝化层；

(f2)利用干法刻蚀工艺，刻蚀所述钝化层的指定区域，形成金属接触孔；

(f3)利用电子束蒸发工艺，在所述金属接触孔区域生长Cr-Au合金层作为电极，以完成所述LED的制备。

9.一种直接带隙Ge-Sn合金横向结构脊状波导型LED，其特征在于，包括SOI衬底、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、Cr-Au合金电极及钝化层；其中，所述LED由权利要求1～8任一项所述的方法制备形成。