[發(fā)明專利]硅基電注入激光器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710255128.6
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107069430B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王夢琦;李稚博;周旭亮;李亞節(jié);王鵬飛;潘教青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01S5/323
• 分類號: H01S5/323
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種硅基電注入激光器，包括：

絕緣硅襯底，其上表面的中心位置具有一V型槽；

N型位錯限制層，形成于所述V型槽的表面上，且其頂部與所述絕緣硅襯底的上表面平齊；

N型緩沖層，位于所述V型槽內(nèi)，填滿所述V型槽除所述N型位錯限制層外的其他空間，且其上表面與所述絕緣硅襯底的上表面平齊；

外延結(jié)構(gòu)，形成于所述N型緩沖層及N型位錯限制層的上表面，所述外延結(jié)構(gòu)與所述V型槽等寬；

介質(zhì)層，形成于所述外延結(jié)構(gòu)上表面及側(cè)面；

金屬層，形成于所述介質(zhì)層的上表面及側(cè)面；

其中，所述介質(zhì)層和金屬層均延伸至所述絕緣硅襯底的上表面，且所述介質(zhì)層和金屬層的上表面有貫穿至所述外延結(jié)構(gòu)上表面的矩形槽，且所述矩形槽的四周被所述介質(zhì)層和金屬層包圍。

2.如權(quán)利要求1所述的硅基電注入激光器，其中，所述硅基電注入金屬激光器還包括：

P型電極；

所述P型電極形成于所述矩形槽中，其上表面與所述金屬層的上表面平齊。

3.如權(quán)利要求2所述的硅基電注入激光器，還包括N型電極，所述N型電極形成于所述絕緣硅襯底上表面、與所述金屬層絕緣的位置。

4.如權(quán)利要求1所述的硅基電注入激光器，其中，所述N型位錯限制層、N型緩沖層和外延結(jié)構(gòu)的主體材料均為IIIA-VA族化合物材料；形成所述N型位錯限制層和N型緩沖層的溫度為350℃～450℃。

5.如權(quán)利要求1所述的硅基電注入激光器，其中，所述外延結(jié)構(gòu)的寬度為100nm～600nm。

6.一種硅基電注入激光器的制備方法，包括：

步驟1、在絕緣硅襯底的上表面生長SiO₂層，并在所述SiO₂層的中間位置刻蝕出貫穿所述SiO₂層的第一矩形槽；

步驟2、腐蝕所述絕緣硅襯底，在與所述第一矩形槽相對應(yīng)的位置，形成與所述第一矩形槽等寬的V型槽；

步驟3、在所述V型槽和第一矩形槽內(nèi)生長形成N型位錯限制層、N型緩沖層和外延結(jié)構(gòu)；

步驟4、腐蝕去除所述SiO₂層的剩余部分，完成所述硅基電注入激光器的制備。

7.如權(quán)利要求6所述的硅基電注入激光器的制備方法，其中，步驟3中，在所述V型槽的表面依次生長形成所述N型位錯限制層和N型緩沖層，所述N型位錯限制層和N型緩沖層的頂部與所述絕緣硅襯底的上表面平齊，所述N型緩沖層填滿所述V型槽。

8.如權(quán)利要求6所述的硅基電注入激光器的制備方法，其中，所述步驟4具體包括以下步驟：

步驟4-1、腐蝕去除所述SiO₂層的剩余部分；

步驟4-2、在所述外延結(jié)構(gòu)的上表面和側(cè)面依次沉積介質(zhì)層和金屬層，所述介質(zhì)層和金屬層均延伸至所述絕緣硅襯底的上表面；

步驟4-3、在所述介質(zhì)層和金屬層中腐蝕形成貫穿至所述外延結(jié)構(gòu)上表面的第二矩形槽，所述第二矩形槽的四周被所述介質(zhì)層和金屬層包圍；

步驟4-4、在所述第二矩形槽中沉積P型電極，所述P型電極與所述金屬層的上表面平齊；

步驟4-5、在所述絕緣硅襯底的上表面、與所述金屬層絕緣的位置沉積N型電極，完成所述硅基電注入激光器的制備。

9.如權(quán)利要求6所述的硅基電注入激光器的制備方法，其中，所述N型位錯限制層、N型緩沖層和外延結(jié)構(gòu)的主體材料均為IIIA-VA族化合物材料；生長形成所述N型位錯限制層和N型緩沖層的溫度為350℃～450℃。

10.如權(quán)利要求6所述的硅基電注入激光器的制備方法，其中，所述第一矩形槽和V型槽的寬度為100nm～600nm。