[发明专利]基于横向结构LED及其制备方法

权利要求书

1.一种基于横向结构LED的制备方法，其特征在于，包括：

(a)选取SOI衬底；

(b)采用CVD工艺依次在所述SOI衬底生长Ge籽晶层、Ge主体层和氧化层；

(c)采用激光再晶化工艺晶化所述Ge籽晶层和所述Ge主体层形成晶化后的Ge外延层；

(d)采用干法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层；

(e)在晶化后的所述Ge外延层表面生长GeSn层；

(f)在所述Ge外延层分别注入P离子和B离子形成N型Ge区域和P型Ge区域；

(g)制备金属接触电极以完成所述横向结构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，采用CVD工艺在所述SOI衬底表面生长所述Ge籽晶层；

(b2)在500℃～600℃温度下，采用CVD工艺在所述Ge籽晶层表面生长所述Ge主体层；

(b3)采用CVD工艺在所述Ge主体层表面上淀积SiO₂形成所述氧化层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述Ge籽晶层厚度为40～50nm；所述Ge主体层厚度为120～150nm；所述氧化层厚度为150nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)将包括所述Si衬底、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℃；

(c2)采用激光再晶化工艺晶化所述Ge籽晶层和所述Ge主体层形成晶化后的Ge外延层；其中激光再晶化工艺激光波长为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。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

在H₂氛围中350℃温度以下，采用SnCl₄和GeH₄分别作为Sn源和Ge源，在所述Ge外延层表面生长无掺杂的直接带隙GeSn层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)中所述GeSn层厚度为250～300nm。

7.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GeSn层以及所述Ge外延层表面淀积第一保护层，选择性刻蚀所述第一保护层形成第一Ge外延层窗口；

(f2)对所述第一Ge外延层窗口进行P离子掺杂，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3，形成所述N型Ge区域，高温退火，刻蚀掉所述第一保护层；

(f3)在所述GeSn层以及所述Ge外延层表面淀积第二保护层，选择性刻蚀所述第二保护层形成第二Ge外延层窗口；

(f4)对所述第二Ge外延层窗口进行B离子掺杂，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3，形成所述P型Ge区域，高温退火，刻蚀掉所述第二保护层。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(g)包括：

(g1)在所述N型Ge区域、所述P型Ge区域和所述GeSn层表面淀积厚度为150～200nm的SiO₂钝化层，用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO₂钝化层形成金属接触孔；

(g2)采用电子束蒸发工艺在所述SiO₂钝化层和所述金属接触孔上淀积厚度为150～200nm的Cr金属层；采用刻蚀工艺刻选择性蚀掉指定区域的所述Cr金属层，采用化学机械抛光进行平坦化处理。

9.一种基于横向结构LED，其特征在于，所述LED由权利要求1～8任一项所述的方法制备形成。