[發明專利]張應變半導體光子發射和檢測裝置和集成的光子學系統

有效

• 申請號: 201210285225.7
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102957091A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: P·A·克利夫頓;A·格貝爾;R·S·蓋恩斯
• 申請（專利權）人: 阿科恩科技公司
• 主分類號: H01S5/30
• 分類號: H01S5/30
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

1.一種光學裝置，包括：

第一和第二鍺區域，所述第一鍺區域與第一應力源相接觸從而所述第一鍺區域至少在所述第一鍺區域的第一部分中具有雙軸張應變，所述第二鍺區域與第二應力源相接觸從而所述第二鍺區域至少在所述第二鍺區域的第二部分中具有雙軸張應變；

光學元件，其限定出穿過所述第一和第二鍺區域的光學路徑；

定位在所述第一鍺區域的第一部分內或附近的結，所述結具有第一多數載流子型的第一側和第二多數載流子型的第二側；以及

第一和第二觸頭，分別耦合到所述結的第一側和所述結的第二側。

2.如權利要求1所述的光學裝置，其中，所述第一鍺區域至少在所述第一鍺區域的一部分所具有的雙軸張應變足以導致所述第一鍺區域的第一部分具有直接帶隙。

3.如權利要求2所述的光學裝置，其中，所述第一和第二張應力源是硅鍺。

4.如權利要求1所述的光學裝置，其中，所述光學元件包括限定出激光器腔的第一反射鏡和第二反射鏡。

5.如權利要求4所述的光學裝置，其中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡形成在所述激光器腔的端面上，并且，所述激光器腔通過消散波耦合光學耦合于所述第一和第二鍺區域。

6.如權利要求4所述的光學裝置，其中，所述激光器腔至少部分地布置在波導中。

7.如權利要求4所述的光學裝置，其中，所述激光器腔至少部分地布置在硅或二氧化硅波導內。

8.如權利要求1所述的光學裝置，其中，所述應力源區域包括施加了壓應力的材料。

9.如權利要求8所述的光學裝置，其中，所述應力源區域包括氮化硅。

10.如權利要求1所述的光學裝置，其中，所述第一和第二應力源定位在所述第一鍺區域的相反兩側。

11.如權利要求1所述的光學裝置，其中，第一和第二應力源定位在鍺翅片的一側，還有第三和第四應力源定位在鍺翅片的相反側，并且，所述鍺翅片包括所述第一鍺區域的第一部分。

12.如權利要求11所述的光學裝置，其中，所述鍺翅片的厚度在大約40納米和80納米之間，所述鍺翅片的寬度小于一微米，并且，所述應力源是氮化硅。

13.一種制造光學裝置的方法，包括：

提供基板，其具有鍺區域；

向鍺區域中蝕刻出開口；以及

在這些開口中形成應力源區域，以產生圍繞所述鍺區域的第一部分的嵌入應力源區域圖案，其中，所述鍺區域的第一部分中具有平面雙軸張應變。

14.如權利要求13所述的方法，其中，所述鍺區域是鍺層，其與基板其它部分通過絕緣層分開。

15.如權利要求13所述的方法，其中，所述方法形成至少四個具有雙軸張應變的附加鍺區域部分。

16.如權利要求15所述的方法，其中，所述第一和附加鍺區域部分中的雙軸張應變足以至少在鍺區域部分的一些部位中提供直接帶隙。

17.如權利要求13所述的方法，還包括形成激光器腔，從而在所述激光器腔中放大的光穿過所述鍺區域的第一部分。

18.如權利要求13所述的方法，其中，所述應力源區域是硅鍺。