楔形瓣状结构对正向注入型Si-LED发光特性的影响

基于标准CMOS工艺的p+源/漏区和n阱,设计了两种楔形瓣状结构的正向注入型硅基发光二极管(Si-LED),采用UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计制备。测试结果表明,正向注入型p+/n-well二极管的发射波长位于近红外波段,峰值波长在1 130 nm附近,且工作电压小于2 V,与标准CMOS电路兼容。其中,八瓣结构的Si-LED(TS2)在200 m A时的发光功率可达1 200 n W,且未出现饱和,而注入电流为40 m A时的最大功率转换效率达5.8×10-6,约为四瓣结构器件(TS1)的2倍。所研制的Si-LED具有工作电压低、转换效率高等优点,有望在光互连领域得到应用。

标准CMOS工艺载流子注入型三端Si-LED的设计与研制

采用无锡华润上华(CSMC)0.5μm标准CMOS工艺,设计并制备了一种新型的高发光功率载流子注入型三端Si-LED器件。该器件在p型衬底上进行n+掺杂,与p衬底形成两个相对的n+p结,其中一个结正向偏置,发出峰值波长在1 100 nm附近的红外光;另一个结同样正偏,作为注入结对发光进行调制。测试结果显示:第三端注入载流子明显增强了总体的发光功率,在10 mA偏置电流、3 V调制电压下,可获得1 nW的光功率,与单结相比提高了两个数量级。由于工作电压低,该器件可与目前主流的CMOS工艺共电源单芯片集成,在光电集成领域具有一定的应用前景。