[發明專利]激光器及其形成方法、諧振腔及其形成方法

有效

• 申請號: 201110379490.7
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102496851A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 唐文濤
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種激光器，其特征在于，包括：

工作介質區域；

諧振腔，包括分別緊鄰所述工作介質區域的相對兩側的兩個類光柵結構，每一類光柵結構由相鄰的單位厚度的第一介質與單位厚度的第二介質構成的子單元周期性重復排布而成，其排布方向與預設的激光傳出方向一致，其中第一介質和第二介質的折射率不同。

2.如權利要求1所述的激光器，其特征在于，所述諧振腔位于SOI襯底的頂層硅層內，第一介質的材料為硅，第二介質的材料為氧化硅或氮化硅。

3.如權利要求2所述的激光器，其特征在于，所述SOI的頂層硅層表面還形成有氧化硅層。

4.如權利要求1所述的激光器，其特征在于，第一介質的單元厚度、第二介質的單元厚度與激光在真空內傳播的波長滿足以下關系：

n1×a+n2×b＝kλ/2，

其中，a為第一介質的單位厚度，b為第二介質的單位厚度，n1為第一介質的折射率，n2為第二介質的折射率，k為正整數，λ為激光在真空內的波長。

5.如權利要求4所述的激光器，其特征在于，第一介質的材料為硅，第二介質的材料為氧化硅，所述第一介質的單位厚度a為0.123um，所述第二介質的單位厚度b為0.273um。

6.如權利要求4所述的激光器，其特征在于，所述第一介質的單位寬度a和第二介質的單位寬度b的和的范圍為30nm～999nm。

7.如權利要求4所述的激光器，其特征在于，兩側的類光柵結構完全擋住所述工作介質區域沿預設的激光傳出方向的投影；兩側的類光柵結構中，子單元的重復次數不同。

8.如權利要求4所述的激光器，其特征在于，所述工作介質區域一側的類光柵結構中沿預設的激光傳出方向留有縫隙以形成一條激光的通路，另一側的類光柵結構完全擋住所述工作介質區域沿預設的激光傳出方向的投影。

9.一種激光器的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導體基底；

在所述半導體基底中形成工作介質區域；利用光刻膠做掩模在所述工作介質區域兩側刻蝕出沿其中軸線往兩邊周期性延伸的等距間隔的等寬的多個槽；

沉積氧化硅或者氮化硅填充所述槽。

10.如權利要求9所述的激光器的形成方法，其特征在于，所述半導體基底為SOI襯底，所述工作介質區域形成在所述SOI襯底的頂層硅層中。

11.一種諧振腔，應用于激光器的工作介質區域兩端，其特征在于，包括：

緊鄰工作介質區域的相對兩側的兩個類光柵結構，每一類光柵結構由單位寬度的第一介質與單位寬度的第二介質構成的子單元周期性重復排布而成，其排布的方向與預設的激光傳出方向一致，其中第一介質和第二介質的折射率不同。

12.如權利要求11所述的諧振腔，其特征在于，第一介質的材料為硅，第二介質的材料為氧化硅或氮化硅。

13.如權利要求11所述的諧振腔，其特征在于，第一介質的單元厚度、第二介質的單元厚度與激光在真空內傳播的波長滿足以下關系：

n1×a+n2×b＝kλ/2，

其中，a為第一介質的單位厚度，b為第二介質的單位厚度，n1為第一介質的折射率，n2為第二介質的折射率，k為正整數，λ為激光在真空波長。

14.如權利要求13所述的諧振腔，其特征在于，包括：第一介質的材料為硅，第二介質的材料為氧化硅；所述第一介質的單位寬度a為0.123um，所述第二介質的單位寬度b為0.273um。

15.如權利要求13所述的諧振腔，其特征在于，所述第一介質的單位寬度a和第二介質的單位寬度b的和的范圍為30nm～999nm。

16.如權利要求13所述的諧振腔，其特征在于，兩側的類光柵結構完全擋住所述工作介質區域沿預設的激光傳出方向的投影；兩側的類光柵結構中，子單元的重復次數不同。

17.如權利要求13所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔在工作介質區域某一側的類光柵結構中沿預設的激光傳出方向留有縫隙以使第一介質形成一條通路，另一側的類光柵結構完全擋住所述工作介質區域沿預設的激光傳出方向的投影。