[實用新型]硅基單片集成激光器

有效

• 申請號: 201720132168.7
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206931836U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 仇超;龔謙;武愛民;高騰;盛振;甘甫烷;趙穎璇;李軍
• 申請（專利權）人: 上海新微科技服務有限公司;中國科學院上海微系統與信息技術研究所;中科院南通光電工程中心
• 主分類號: H01S5/323
• 分類號: H01S5/323;H01S5/32
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 羅泳文

1.一種硅基單片集成激光器，其特征在于，包括：

SOI襯底，包括襯底硅、埋氧化硅層以及頂層硅，所述埋氧化硅層以及頂層硅形成有圖形化的限向結構；

Ge外延層，形成于限向結構內的襯底硅表面；

III-V族材料，形成于所述Ge外延層表面，所述III-V族材料的發光層與SOI襯底的頂層硅層在高度方向上精確對準。

2.根據權利要求1所述的硅基單片集成激光器，其特征在于：還包括：硅光器件，形成于所述頂層硅表面，及III-V族材料基激光器，形成于所述III-V族材料表面，所述硅光器件與所述III-V族材料基激光器在水平方向上的精確對準。

3.根據權利要求2所述的硅基單片集成激光器，其特征在于：所述硅光器件與所述III-V族材料基激光器在高度方向和水平方向上都能實現高精度對準。

4.根據權利要求2所述的硅基單片集成激光器，其特征在于：所述III-V族材料基激光器包括：

GaAs底層，形成于Ge外延層上；

InGaAs應力緩沖層，形成于所述GaAs底層上；

InGaAs應力釋放層，形成于所述InGaAs應力緩沖層上；

GaAs帽層，形成于所述InGaAs應力釋放層上；

其中，所述InGaAs應力緩沖層及InGaAs應力釋放層的界面區域形成量子點發光層，所述量子點發光層與所述SOI襯底的頂層硅在高度方向上精確對準。

5.根據權利要求4所述的硅基單片集成激光器，其特征在于：所述Ge外延層為P型摻雜層，所述GaAs底層為P+型摻雜層，所述GaAs帽層為N+型摻雜層。

6.根據權利要求4所述的硅基單片集成激光器，其特征在于：所述SOI襯底的埋氧化硅層的厚度范圍為1～3μm，所述頂層硅的厚度范圍為50～1000nm，所述Ge外延層的厚度范圍為0.1～2μm，所述GaAs底層的厚度范圍為0.1～2μm，所述InGaAs應力緩沖層的厚度范圍為2～10nm，所述InGaAs應力釋放層的厚度范圍為5～20nm，所述GaAs帽層的厚度范圍為50～500nm。