[发明专利]一种纵向结构LED及其制备工艺

权利要求书

1.一种纵向结构LED的制备工艺，其特征在于，包括：

(a)选取N型单晶Si衬底；

(b)在所述Si衬底表面生长N型Si外延层形成n⁺⁺-Si结构；

(c)利用CVD工艺在所述Si外延层表面连续生长Ge籽晶层、Ge主体层和氧化层；所述氧化层的材料为SiO₂；

(d)利用LRC工艺晶化包括所述Si衬底、所述Si外延层、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层及所述氧化层的整个衬底材料；

(e)利用干法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层，在晶化后的所述Ge主体层表面生长Ge外延层形成张应变Ge结构；

(f)在所述Ge外延层上生长P型Ge层形成p⁺-Ge结构；

(g)制作金属接触电极以完成所述n⁺⁺-Si/张应变Ge/p⁺-Ge纵向结构LED的制备。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(b)包括：

在300℃温度下，利用CVD工艺在所述Si衬底表面生长厚度为120～200nm的N型Si外延层形成所述n⁺⁺-Si结构，所述Si外延层掺杂浓度为5×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3。

3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述Si衬底表面生长所述Ge籽晶层；

(c2)在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在所述Ge籽晶层表面生长所述Ge主体层；

(c3)利用CVD工艺在所述Ge主体层表面上淀积SiO₂材料形成所述氧化层。

4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，在步骤(c)中，所述Ge籽晶层厚度为40～50nm；所述Ge主体层厚度为150～200nm；所述氧化层厚度为100～150nm。

5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)将包括所述Si衬底、所述Si外延层、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层及所述氧化层的整个衬底材料加热至700℃；

(d2)利用LRC工艺晶化所述整个衬底材料；其中激光波长为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；

(d3)对所述整个衬底材料进行高温热退火。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)利用干法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层；

(e2)在300-400℃温度下，利用CVD工艺在晶化后的所述Ge主体层上生长厚度为400～450nm的Ge材料形成所述Ge外延层。

7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述P型Ge层的掺杂浓度为0.5×10¹⁹～1×10¹⁹cm^-3，厚度为180～200nm。

8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(g)中，制作金属接触电极，包括：

(g1)采用刻蚀工艺，对所述Si外延层、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层、所述Ge外延层及所述P型Ge层进行台面刻蚀以露出部分区域的所述Si衬底；

(g2)利用PECVD淀积技术，在所述P型Ge层表面和露出的所述Si衬底表面淀积SiO₂钝化层，利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的所述SiO₂钝化层形成接触孔；

(g3)在所述SiO₂钝化层和所述接触孔淀积金属Cr层，利用刻蚀工艺选择性蚀掉指定区域的所述Cr层，利用CMP进行平坦化处理以形成所述金属接触电极。