金属等离子体激元耦合发光增强硅基LED及其制作方法

摘要

本发明属于微电子与光电子技术领域，涉及一种金属等离子体激元耦合发光增强硅基LED，采用标准CMOS工艺制成，包括集成在P型硅衬底上的P+N阱发光结及P电极和N电极，P+和N+均为尖端角度在75°至90°之间的楔形结构，在P+N阱发光结的上方，先覆盖有一层SiO2，再在SiO2表面制作有金属Ag光子晶体结构。本发明利用金属光子晶体的SPP泄露模式近场局域耦合增强器件发光效率，提高了硅基CMOS器件发光强度，且器件发光面积集中，具有较高的光功率密度，有利于器件光电集成。

主权项

一种金属等离子体激元耦合发光增强硅基LED制作方法，采用标准CMOS工艺制成，包括下面步骡：(1)在P型硅衬底上利用离子注入工艺注入N阱；(2)在N阱上注入尖端角度在75°至90°之间的P+楔形结构，形成P+N阱发光结，发光区域即在P+楔形结构尖端处及其附近；在距P+楔形结构尖端200‑300nm处注入N+楔形结构；(3)在发光区域上表面利用栅氧化工艺制备第一层SiO2，其厚度为20‑40nm；(4)在第一层SiO2上，利用电子束蒸发工艺，制备Ag，其厚度为30‑50nm；(5)将Ag层蚀刻为金属Ag光子晶体结构；(6)开P电极和N电极孔，制作P电极和N电极。