[實用新型]基于臺階結構的發光二極管

有效

• 申請號: 201720544312.8
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN207021280U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 喬麗萍
• 申請（專利權）人: 西藏民族大學
• 主分類號: H01L33/30
• 分類號: H01L33/30;H01L33/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬半導體器件技術領域，特別涉及一種基于臺階結構的發光二極管。

背景技術

光纖通信是利用半導體激光器(LD)或半導體發光二極管(LED)作為光源器件，把電信號轉換為光信號進行傳輸，隨著光通信技術的發展，高速光纖通信系統對半導體發光二極管的要求也越來越高，集成化的發展趨勢要求半導體LED與其他光電器件集成。

隨著在Si襯底上外延III-V族材料等技術以及III-V族發光管與Si之間的鍵合技術的快速發展，Si基鍵合發光器和Si襯底上外延的III-V族混合激光器也相繼獲得成功。目前LED由于制備工藝等限制，其發光效率仍然是一個限制LED進一步發展的重要原因。如何提高發光效率就變得極其重要。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于臺階結構的發光二極管10，其中，包括：

單晶Si襯底11；

第一Ge層12，設置于所述單晶Si襯底11表面；

Ge基臺階結構13，設置于所述第一Ge層12表面的中心位置處；

正電極14，設置于所述第一Ge層12的上表面并位于臺階結構(13)兩側的位置處；

負電極15，設置于所述臺階結構13的上表面；

鈍化層16，設置于所述第一Ge層(12)和所述Ge基臺階結構(13)的上表面以及所述正電極(14)和所述Ge基臺階結構(13)的中間，以形成所述發光二極管10。

在本實用新型的一個實施例中，所述第一Ge層12包括Ge籽晶層、 Ge主體層和第二Ge層；其中，所述Ge主體層設置于所述Ge籽晶層上表面，所述第二Ge層設置于所述Ge主體層上表面。

在本實用新型的一個實施例中，所述Ge籽晶層的厚度為40～50nm；所述Ge主體層的厚度為150～250nm；所述第二Ge層的厚度為400-450nm。

在本實用新型的一個實施例中，所述Ge基臺階結構13包括GeSn層和第三Ge層；其中，所述第三Ge層設置于所述GeSn層上表面。

在本實用新型的一個實施例中，所述GeSn層的厚度為150～200nm。

在本實用新型的一個實施例中，所述第三Ge層的厚度為40～60nm。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1)本實用新型臺階結構的發光二極管，Si襯底上外延Ge層，制備出高質量GeSn層；

2)本實用新型在Ge/Si虛襯底，實現縱向PIN GeSn發光管的制備，從而進一步提高發光二極管的發光效率。

附圖說明

下面將結合附圖，對本實用新型的具體實施方式進行詳細的說明。

圖1為本實用新型實施例提供的一種基于臺階結構的發光二極管的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種晶化處理工藝的流程示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種LRC工藝方法示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的另一種基于臺階結構的發光二極管的結構示意圖；

圖5a-圖5l為本實用新型實施例的一種基于臺階結構的發光二極管的制備工藝示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型做進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例一

請參見圖1，圖1為本實用新型實施例提供的一種發光二極管的結構示意圖。該發光二極管10包括：

單晶Si襯底11；

第一Ge層12，設置于所述單晶Si襯底11表面；

Ge基臺階結構13，設置于所述第一Ge層12表面的中心位置處；

正電極14，設置于所述第一Ge層12的上表面并位于臺階結構13兩側的位置處；

負電極15，設置于所述臺階結構13的上表面；

鈍化層16，設置于所述第一Ge層(12)和所述Ge基臺階結構(13)的上表面以及所述正電極(14)和所述Ge基臺階結構(13)的中間，以形成所述發光二極管10。

其中，所述第一Ge層12包括晶化Ge籽晶層、晶化Ge主體層和第二 Ge層；其中，所述Ge主體層設置于所述Ge籽晶層上表面，所述第二Ge 層設置于所述Ge主體層上表面。

優選地，所述Ge籽晶層的厚度為40～50nm；所述Ge主體層的厚度為 150～250nm；所述第二Ge層的厚度為400-450nm。

其中，所述晶化Ge籽晶層和所述晶化Ge主體層是經過LRC工藝晶化處理后形成的。