發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器的製作方法

2023-05-10 05:49:26 3

專利名稱：：發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種半導體發光二極體和半導體雷射器。特別是涉及一種在單晶矽薄膜石英襯底上外延生長半導體發光二極體和半導體雷射器的發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器。
背景技術：
：目前GaN類的發光二極體(LED)通常製備在藍寶石(Al203)(S.Nakamura,T.Mukai，andM.Senoh，Appl.Phys.Lett.，64,1687，1994)或碳化矽(SiC)襯底上(GROUPIIINITRIDELEDWITHSILICONCARBIDESUBSTRATE,Edmond，JohnAdam;Doverspike，KathleenMarie;Kong,Hua-sh翻g;Bergmann，MichaelJohn;美國專利，20050040426)它們存在襯底價格比較貴、襯底直徑通常只有2-4英寸、不能和成熟的矽(Si)微電子電路集成等不足之處。矽襯底具有較好的導熱性、較好的導電性、直徑可達到30釐米等優點。用體矽襯底做GaNLED的研究近來也受到人們的關注(Selectivearead印ositedblueGaN-InGaNmultiple-quantumwelllightemittingdiodes'oversiliconsubstrates,J".W.Yang，A.Lunev，G.Simin，A.Chitnis，M.Shatalov,andM.AsifKhan，APPLIEDPHYSICSLETTERSVOLUME76，NUMBER3，273，2000),其困難在於Si和GaN類材料間的熱失配和晶格失配會導致用GaN類的薄膜材料的龜裂和無法在其製備高性能的GaNLED;除此之外，體矽襯底在可見光範圍內是不透明的，這就要求LED採用頂發射結構，從GaN有源層發射出的光子的50%有可能會被體矽襯底吸收。
發明內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器。本發明所採用的技術方案是一種半導體發光二極體和雷射器的製作方法，是將發光二極體和雷射器是直接外延生長在單晶矽薄膜石英襯底上或外延生長在沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英襯底上。包括下述步驟(1)將單晶矽片化學機械拋光達到設定厚度後，在設定深度內，進行氫離子注入，在離單晶矽襯底的頂表面設定深度處形成一個含氫量的薄層；(2)將單晶矽的拋光表面與拋光的石英襯底鍵合，通過高溫退火過程，在氫含量的薄層處形成分離間隙，使薄層上的注入有氫離子的單晶矽薄膜與襯底分離，與石英襯底鍵合形成單晶矽薄膜石英襯底；(3)對形成的單晶矽薄膜石英襯底進行高溫退火，以加強薄膜的鍵合特性，恢復氫5注入過程中在單晶矽薄膜中所產生的缺陷；(4)對單晶矽薄膜石英的單晶矽膜進行減薄和表面拋光，形成外延不同種類半導體發光二極體和雷射器所需厚度的單晶矽薄膜；(5)對單晶矽薄膜進行劑量為5X1019-5Xl(f/立方釐米的磷離子注入摻雜，之後在70(TC—110(TC高溫活化，形成導電電極；(6)用金屬有機化合物化學氣相沉積或分組束外延的方法依次外延生長半導體發光二極體和雷射器的N層、有源發光層和P層；(7)用濺射、蒸發或電子束蒸發的方法沉積高反射低電阻的金屬層，形成半導體發光二極體和雷射器的頂部電極。在第(1)步所述的設定深度為100nm—300nm。在第(1)步注入的氫離子劑量為4一6E16/cm2。所述的高溫退火溫度為100—60(TC。在第(4)步所述的不同種類LED和LD包括有以InGaN/GaN多量子阱為有源層的藍光LED，或以InGaN/GaN多量子阱為有源層的綠光LED，或以InGaN/GaN，InGaAs/GaAs和InGaP/InP多量子阱為有源層的紅光LED,或以InGaN/GaN、InGaAs/GaAs和InGaP/InP多量子阱為有源層的紅外、紅光、綠光、藍光LD。在第(4)步所述的不同種類半導體發光二極體和雷射器所需厚度為當外延藍光半導體發光二極體或雷射器時的單晶矽膜的厚度為30nm;當外延綠、紅光的半導體發光二極體或雷射器的單晶矽膜的厚度為50nm—100nm。所述的單晶矽薄膜的晶向為〈111〉、〈100〉或晶向。在第(5步)中，還可在單晶薄膜上生長緩衝層，構成沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英(SOQ)襯底。所述的緩衝層為A1N或ZnO或SiC薄膜，或這三種薄膜中的任意兩種或三種的混合。所述製得的半導體發光二極體和半導體雷射器為於III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，n-vi族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，以及有機高分子和小分子半導體發光二極體和半導體雷射器。所述的半導體發光二極體和雷射器器件的頂部電極為Pb或Au或Ti或Al或Ag或Mg或Ca的金屬電極。本發明的採用半導體發光二極體和雷射器的製作方法製作的半導體發光二極體，包括有與石英襯底鍵合單晶矽薄膜；加溫活化後形成在石英襯底上的單晶矽電極層；外延生長在單晶矽電極層上的LED的N層材料；位於LED的N層材料之上的LED的發光層；位於LED的發光層之上的LED的P層；形成在P層之上的LED的頂部電極。所述單晶矽薄膜的晶向為<111〉或或晶向。在所述的單晶矽誘導及電極層和LED的N層材料之間還可形成有緩衝層，而所述的LED的N層材料通過金屬電極702與單晶矽電極層相連。所述的緩衝層701是由A1N或Zn0或SiC構成。所述的半導體發光二極體為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或II-VI族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體發光二極體。本發明的採用半導體發光二極體和雷射器的製作方法製作的半導體雷射器，包括有與石英襯底鍵合單晶矽薄膜；加溫活化後形成在石英襯底上的單晶矽電極層；外延生長在單晶矽電極層上的LD的N層材料；位於LD的N層材料之上的LD的有源層；位於LD的有源層之上的LD的P層；形成在LD的P層之上的LD的頂部電極。所述單晶矽薄膜的晶向為<111〉或或晶向。在所述的單晶矽誘導及電極層和LD的N層材料之間還可形成有緩衝層，而所述的LD的N層材料通過金屬電極702與單晶矽電極層相連。所述的緩衝層是由A1N或ZnO或SiC構成。所述的半導體雷射器為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體雷射器，或II-VI族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體雷射器。本發明的發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器，運用石英上單晶矽薄膜具有的晶格應變性、晶格有序性、晶向可選擇性、超薄矽薄膜對可見光的低吸收性、半透半反特性、摻雜矽薄膜的可導電性以及襯底材料的可高溫加工等多項優良特性，以其為襯底，在其上外延生長半導體發光二極體和半導體雷射器器件。用本發明製備的半導體發光二極體和半導體雷射器，可與S0Q上形成的高性能單晶矽薄膜電晶體微電子器件和電路，集成於同一襯底上成為光電子集成系統，它可做為並不限於投影顯示和近眼顯示的高密度信息源。用本發明製備的紅、綠、藍LED半導體發光二極體和半導體雷射器，可製備成照明光源，顯示器光源或顯示器的象素點。本發明綜合了現己產品化的藍寶石襯底LED和尚處於研究階段的c-Si襯底LED的優點。使用該技術取代常規的藍寶石，可大幅度可降低LED和LD的襯底成本，可實現和Si集成電路的一體化；和現在尚處於研究狀態的單晶矽襯底相比，可實現LED和LD器件的底發光，可提高LED和LD的發光效率。圖1是向體單晶矽片的設定厚度注入氫的示意圖；圖2是體單晶矽片與石英襯底鍵合和氫誘導單晶矽薄膜剝離過程的示意圖；圖3是S0Q襯底單晶矽薄膜表面的化學機械拋光示意圖；圖4是不同厚度單晶矽薄膜的吸收譜；圖5是用於外延生長LED的不同襯底的剖面示意圖其中::a為單晶矽襯底b為藍寶石襯底c為SQ襯底；圖6:在S0Q上無緩衝層外延LED器件結構示意圖；圖7:在S0Q上有緩衝層外延LED器件結構示意圖；圖8:在S0Q上無緩衝層外延LD器件結構示意圖；圖9:在S0Q上有緩衝層外延LD器件結構示意圖；g巾:101:單晶矽片102:高含氫量的薄層跳單晶矽薄膜104:氫離子注入201:石英襯底202:分離間隙301:拋光薄膜302:表面拋光501:單晶矽襯底502:藍寶石(A1203晶體)503:S0Q襯底601:LED的N層材料602:發光層603:LED的P層604:頂部電極701:緩衝層702:金屬電極801:LD的N層材料802:LD的有源層803:LD的P層具體實施方式下面結合實施例和附圖對本發明的發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器做出詳細說明。本發明的半導體發光二極體(LED)和雷射器(LD)的製作方法，所述的發光二極體和半導體雷射器是直接外延生長在單晶矽薄膜石英(S0Q)襯底上或外延生長在沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英(S0Q)襯底上。本發明的半導體發光二極體和雷射器製作方法，具體包括下述步驟(1)將單晶矽片化學機械拋光(CMP)達到設定厚度，所述的設定厚度為lOOnm—300nm,之後在設定厚度內進行大劑量氫離子注入，注入的氫離子劑量為4_6E16/era2,在離單晶矽襯底的頂表面設定厚度處形成一個高含氫量的薄層；(2)將單晶矽的拋光表面與拋光的石英襯底鍵合，通過高溫退火過程，所述的高溫退火溫度為100—60(TC，在高氫含量的薄層處形成分離間隙，使薄層上的注入有氫離子的單晶矽薄膜與襯底分離，與石英襯底鍵合形成單晶矽薄膜石英襯底；(3)對形成的單晶矽薄膜石英襯底進行高溫退火，以加強薄膜的鍵合特性，恢復氫注入過程中在單晶矽薄膜中所產生的缺陷；(4)對單晶矽薄膜石英的單晶矽膜進行減薄和表面拋光，形成外延不同種類LED和LD所需厚度的單晶矽薄膜。所述的單晶矽薄膜的晶向為〈111〉、〈100>或〈110>晶向。所述的不同種類LED和LD包括有以InGaN/GaN多量子阱為有源層的藍光LED,或以InGaN/GaN多量子阱為有源層的綠光LED,或以InGaN/GaN，InGaAs/GaAs和InGaP/InP多量子阱為有源層的紅光LED,或以InGaN/GaN、InGaAs/GaAs和InGaP/InP多量子阱為有源層的紅外、紅光、綠光、藍光LD;所述的不同種類LED所需厚度為當外延藍光LED和LD的單晶矽膜的厚度為30nm;當外延綠、紅光的LED和LD的單晶矽膜的厚度為50nm—100nm。(5)對單晶矽薄膜進行劑量為5X1019-5X102'/立方釐米的磷離子注入摻雜，之後在700。C一1100。C高溫活化，形成導電電極；當需要將發光二極體和雷射器直接外延生長在沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英(SOQ)襯底上時，還可在單晶薄膜上生長緩衝層，構成沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英(SOQ)襯底。所述的緩衝層為AlN或ZnO或SiC薄膜，或這三種薄膜中的任意兩種或三種的混合。(6)用MOCVD(金屬有機化合物化學氣相沉積方法)或MBE(分子束外延方法)依次外延生長LED或LD的N層、有源發光層和P層；(7)用濺射、蒸發或電子束蒸發的方法沉積高反射低電阻的金屬層，形成LED或LD的頂部電極。(所述的LED和LD器件的頂部電極為Pb或Au或Ti或Al或Ag或Mg或Ca的高電導、高反射金屬電極。上述方法製得的半導體發光二極體和半導體雷射器為於ni-v族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，n-vi族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，以及有機高分子和小分子半導體發光二極體和半導體雷射器。如圖l所示，外延LED所需的SOQ襯底的製備，可選用晶向為{111}的單晶矽片101，化學機械拋光(CMP)後，在選擇的深度(100nm—300nm)上進行大劑量(4一6E16cm2)的氫離子注入104。這樣，在單晶矽襯底101的頂部100—300nm的單晶矽薄膜103的底部，形成一個高含氫量的薄層102。如圖2所示，單晶矽薄膜103的表面與拋光的石英襯底201鍵合，之後，通過溫度過程(100—60(TC),高氫含量的薄層102處將因氫的膨暴形成分離間隙202，使單晶矽薄膜103與單晶矽片101分離，單晶矽薄膜103與石英襯底201鍵合形成SOQ襯底。之後，對形成的SOQ襯底進行高溫退火，以加強薄膜的鍵合特性，恢復氫注入過程中在單晶矽薄膜中所產生的缺陷。如圖3所示，對單晶矽膜薄膜103進行減薄和表面拋光302，形成外延不同種類LED所需厚度的拋光薄膜301，外延藍光LED的單晶矽膜約為30nm，外延綠、紅光的LED的單晶矽膜約50nm—100nm。如圖4所示，不同厚度的單晶矽薄膜具有不同的可見光吸收光譜，單晶矽薄膜具有較大的折射率n，為半透半反特性，可形成LED的微諧振腔，來增加LED的發光效率。如圖5所示，是LED外延所採用的不同襯底，{111}晶向的單晶矽襯底501(圖5中的a)，藍寶石(A1203晶體)502(圖5中的b)和SOQ襯底503(圖5中的c)。其中，單晶矽襯底501價格便宜，可與矽基的微電子系統進行光龜集成，其缺點之一是單晶矽襯底501與外延的LED(GaNetc)應力大，使LED薄膜容易龜裂，另外，此應力也會增加LED的缺陷態密度。缺點之二，單晶矽襯底501(0.55mm)對於可見光是不透明的，基本上是將進入到單晶矽中的可見光全部吸收掉。這樣，光的損失率約佔50%，而且，LED要採用頂部發光結構。目前，成熟的製備技術是採用藍寶石襯底502外延LED。但是，襯底的尺寸小(2—4inch)，且價格昂貴，不能進行光電子微電子集成。採用S0Q襯底503，由於單晶矽薄膜很薄(30—100nm)，在高溫過程中，結構的張伸與壓縮受到石英襯底的直接影響，從而改善與LED的應力關係。30nm—50nm的單晶矽薄膜對於可見光的吸收較小，基本上為半透半反膜，這樣可形成底部發光的LED結構，並與頂部的高反射金屬電極形成微諧振腔，提高LED的發光效率。單晶矽本身可做為導電電極，而且可以形成SOQ微電子與LED光電子的集成系統。上述幾種襯底的優勢和不足的比較列於表1中，從中可以看出，SOQ做為LED的外延襯底，具有明顯的優勢。表1:外延生長LED的不同襯底的性能比較tableseeoriginaldocumentpage10如圖6所示，本發明的採用半導體發光二極體和雷射器製作方法製作的半導體發光二極體(LED)，包括有與石英襯底201鍵合單晶矽薄膜103;加溫活化後形成在石英襯底201上的單晶矽電極層301;外延生長在單晶矽電極層301上的LED的N層材料601;位於LED的N層材料601之上的LED的發光層602;位於LED的發光層602之上的LED的P層603;形成在LED的P層603之上的LED的頂部電極604。所述LED的底部的單晶矽電極層301與頂部的高反射的頂部電極604形成可提高LED發光效率的微諧振腔。上述單晶矽薄膜103的晶向為<111〉或或晶向。如圖7所示，在所述的單晶矽誘導及電極層301和LED的N層材料601之間還可形成有緩衝層701，而所述的LED的N層材料601通過金屬電極702與單晶矽電極層301相連。所述的緩衝層701是由A1N或ZnO或SiC構成。上述的半導體發光二極體為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或n-vi族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或v族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體發光二極體。如圖8所示，本發明的採用半導體發光二極體和雷射器製作方法製作的半導體雷射器LD,包括有與石英襯底201鍵合單晶矽薄膜103;加溫活化後形成在石英襯底201上的單晶矽電極層301;外延生長在單晶矽電極層301上的LD的N層材料801;位於LD的N層材料801之上的LD的有源層802;位於LD的有源層802之上的LD的P層803;形成在LD的P層803之上的LD的頂部電極604。上述單晶矽薄膜103的晶向為或〈100〉或晶向。如圖9所示，在所述的單晶矽誘導及電極層301和LD的N層材料801之間還可形成有緩衝層701，而所述的LD的N層材料801通過金屬電極702與單晶矽電極層301相連。所述的緩衝層701是由A1N或ZnO或SiC構成。上述的半導體雷射器為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體雷射器，或n-vi族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或v族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體雷射器。上述詳細說明是有關本發明的具體說明，凡未脫離本發明權利要求所述的等效實施或變更，均屬於本發明的內容範圍。權利要求1.一種半導體發光二極體和雷射器的製作方法，其特徵在於，是將發光二極體和雷射器是直接外延生長在單晶矽薄膜石英襯底上或外延生長在沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英襯底上。2.根據權利要求1所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，包括下述步驟(1)將單晶矽片化學機械拋光達到設定厚度後，在設定深度內，進行氫離子注入，在離單晶矽襯底的頂表面設定深度處形成一個含氫量的薄層；(2)將單晶矽的拋光表面與拋光的石英襯底鍵合，通過高溫退火過程，在氫含量的薄層處形成分離間隙，使薄層上的注入有氫離子的單晶矽薄膜與襯底分離，與石英襯底鍵合形成單晶矽薄膜石英襯底；(3)對形成的單晶矽薄膜石英襯底進行高溫退火，以加強薄膜的鍵合特性，恢復氫注入過程中在單晶矽薄膜中所產生的缺陷；(4)對單晶矽薄膜石英的單晶矽膜進行減薄和表面拋光，形成外延不同種類半導體發光二極體和雷射器所需厚度的單晶矽薄膜；(5)對單晶矽薄膜進行劑量為5X1019-5Xl(f/立方釐米的磷離子注入摻雜，之後在700'C—110(TC高溫活化，形成導電電極；(6)用金屬有機化合物化學氣相沉積或分組束外延的方法依次外延生長半導體發光二極體和雷射器的N層、有源發光層和P層；(7)用濺射、蒸發或電子束蒸發的方法沉積高反射低電阻的金屬層，形成半導體發光二極體和雷射器的頂部電極。3.根據權利要求2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，在第(1)步所述的設定深度為100nm—300nm。4.根據權利要求2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，在第(1)歩注入的氫離子劑量為4一6E16/cm2。5.根據權利要求2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，所述的高溫退火溫度為100—60(TC。6.根據權利要求2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，在第(4)步所述的不同種類LED和LD包括有以IriGaN/GaN多量子阱為有源層的藍光LED,或以InGaN/GaN多量子阱為有源層的綠光LED,或以InGaN/GaN，InGaAs/GaAs和InGaP/InP多量子阱為有源層的紅光LED,或以InGaN/GaN、InGaAs/GaAs禾UInGaP/InP多量子阱為有源層的紅外、紅光、綠光、藍光LD。7.根據權利要求2或6所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，在第(4)步所述的不同種類半導體發光二極體和雷射器所需厚度為當外延藍光半導體發光二極體或雷射器時的單晶矽膜的厚度為30nm;當外延綠、紅光的半導體發光二極體或雷射器的單晶矽膜的厚度為50nm—100nm。8.根據權利要求1或2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，所述的單晶矽薄膜的晶向為、〈100〉或〈110>晶向。9.根據權利要求2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，在第(5步)中，還可在單晶薄膜上生長緩衝層，構成沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英(SOQ)襯底。10.根據權利要求9所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，所述的緩衝層為A1N或ZnO或SiC薄膜，或這三種薄膜中的任意兩種或三種的混合。11.根據權利要求1或2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，所述製得的半導體發光二極體和半導體雷射器為於III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，II-VI族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體和半導體雷射器，以及有機高分子和小分子半導體發光二極體和半導體雷射器。12.根據權利要求1或2所述的半導體發光二極體和雷射器製作方法，其特徵在於，所述的半導體發光二極體和雷射器器件的頂部電極為Pb或Au或Ti或Al或Ag或Mg或Ca的金屬電極。13.—種採用權利要求2所述方法製作的半導體發光二極體，其特徵在於，包括有與石英襯底(201)鍵合單晶矽薄膜(103);加溫活化後形成在石英襯底(201)上的單晶矽電極層(301);外延生長在單晶矽電極層(301)上的LED的N層材料(601);位於LED的N層材料(601)之上的LED的發光層(602);位於LED的發光層(602)之上的LED的P層(603);形成在P層(603)之上的LED的頂部電極(604)。14.根據權利要求13所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體發光二極體，其特徵在於，所述單晶矽薄膜(103)的晶向為〈111〉或〈100〉或〈110〉晶向。15.根據權利要求13所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體發光二極體，其特徵在於，在所述的單晶矽誘導及電極層(301)和LED的N層材料(601)之間還可形成有緩衝層(701)，而所述的LED的N層材料(601)通過金屬電極(702)與單晶矽電極層(301)相連。16.根據權利要求15所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體發光二極體，其特徵在於，所述的緩衝層(701)是由A1N或ZnO或SiC構成。17.根據權利要求13所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體發光二極體，其特徵在於，所述的半導體發光二極體為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或II-VI族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體發光二極體。18.—種採用權利要求2所述方法製作的半導體雷射器，其特徵在於，包括有與石英襯底(201)鍵合單晶矽薄膜(103);加溫活化後形成在石英襯底(201)上的單晶矽電極層(301);外延生長在單晶矽電極層(301)上的LD的N層材料(801);位於LD的N層材料(801)之上的LD的有源層(802);位於LD的有源層(802)之上的LD的P層(803);形成在LD的P層(803)之上的LD的頂部電極(604)。19.根據權利要求18所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體雷射器，其特徵在於，所述單晶矽薄膜(103)的晶向為〈111〉或〈100〉或〈110〉晶向。20.根據權利要求18所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體雷射器，其特徵在於，在所述的單晶矽誘導及電極層(301)和LD的N層材料(801)之間還可形成有緩衝層(701)，而所述的LD的N層材料(801)通過金屬電極702與單晶矽電極層(301)相連。21.根據權利要求20所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體雷射器，其特徵在於，所述的緩衝層(701)是由A1N或ZnO或SiC構成。22.根據權利要求18所述的採用權利要求2所述方法製作的半導體雷射器，其特徵在於，所述的半導體雷射器為III-V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體雷射器，或II-VI族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或V族異質結、量子阱、量子線和量子點半導體發光二極體，或有機高分子和小分子半導體雷射器。全文摘要一種發光二極體和雷射器製作方法及發光二極體和雷射器，方法是將發光二極體和雷射器直接外延生長在單晶矽薄膜石英襯底上或外延生長在沉積有緩衝層的單晶矽薄膜石英襯底上。半導體發光二極體結構有與石英襯底鍵合單晶矽薄膜；形成在石英襯底上的單晶矽電極層；外延生長在單晶矽電極層上的LED的N層；位於LED的N層上的LED發光層；位於LED的發光層上的LED的P層；形成在P層上的LED頂部電極。半導體雷射器結構有與石英襯底鍵合單晶矽薄膜；形成在石英襯底上的單晶矽電極層；外延生長在單晶矽電極層上的LD的N層；位於LD的N層之上的LD的有源層；位於LD的有源層之上的LD的P層；形成在LD的P層之上的LD的頂部電極。本發明可實現LED和LD器件的底發光，可提高LED和LD的發光效率。文檔編號H01L33/00GK101246942SQ20081005248公開日2008年8月20日申請日期2008年3月21日優先權日2008年3月21日發明者吳春亞,孟志國,娟李,熊紹珍申請人:南開大學