[發明專利]一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構及制備方法

在審

• 申請號: 202110463249.6
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113178771A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 陳星佑;陳思銘;唐明初
• 申請（專利權）人: 湖南匯思光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/02
• 分類號: H01S5/02;H01S5/343
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，包括依次層疊設置的GaAsOI襯底、GaAs緩沖層和下接觸層、AlGaAs下阻擋層、InAs量子點有源區、AlGaAs上阻擋層及GaAs上接觸層，所述GaAsOI襯底為從GaAs襯底上剝離并轉移至CMOS兼容的SOI襯底上，并經處理后得到的GaAs單晶薄膜。

2.根據權利要求1所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述的GaAsOI襯底具體為：通過智能剝離與襯底轉移技術，從GaAs商用襯底上剝離并轉移至CMOS兼容的SOI襯底上，經過包括真空鍵合、拋光的工藝處理獲得的GaAs單晶薄膜。

3.根據權利要求2所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述從GaAs商用襯底上剝離下來的GaAs單晶薄膜厚度為200～1000nm。

4.根據權利要求2所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述的GaAs商用襯底包含半絕緣或導電GaAs襯底。

5.根據權利要求1所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述GaAs緩沖層和下接觸層厚度為30～400nm，兼具有緩沖層和下接觸層的功能；所述AlGaAs下阻擋層厚度為1～1.5μm；所述AlGaAs上阻擋層厚度為1～1.5μm；所述的GaAs上接觸層厚度為30～300nm。

6.根據權利要求1所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述InAs量子點有源區中量子點層為1～9個周期。

7.根據權利要求1所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構，其特征在于，所述AlGaAs下阻擋層包括層疊設置的高摻雜n型Al_0.8Ga_0.2As下包覆層及摻雜n型Al_xGa_1-xAs下波導層，所述摻雜n型Al_xGa_1-xAs下波導層為Al含量為由80％漸變至35％的AlGaAs層；

所述InAs量子點有源區包括依次層疊設置的GaAs過渡層、InGaAs應變層、InAs量子點層、InGaAs覆蓋層及GaAs隔離層，所述InGaAs應變層及所述InGaAs覆蓋層中In的組分為15％；

所述AlGaAs上阻擋層包括層疊設置的摻雜p型Al_xGa_1-xAs上波導層及高摻雜p型Al_0.8Ga_0.2As上包覆層，所述摻雜p型Al_xGa_1-xAs上波導層為Al含量為由35％漸變至80％的AlGaAs層；

所述GaAs上接觸層為高摻p型GaAs上接觸層。

8.一種如權利要求1至7中任意一項所述的一種基于GaAsOI襯底的InAs量子點激光器結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、制備GaAsOI襯底：將GaAs襯底轉移至CMOS兼容的SOI襯底上，經過包括真空鍵合、拋光的工藝處理，獲取GaAs單晶薄膜的GaAsOI襯底；

步驟S2、在GaAsOI襯底上生長制備GaAs緩沖層和下接觸層；

步驟S3、在GaAs緩沖層和下接觸層上生長制備AlGaAs下阻擋層；

步驟S4、在AlGaAs下阻擋層上生長制備InAs量子點有源區；

步驟S5、在InAs量子點有源區上生長制備AlGaAs上阻擋層；

步驟S6、在AlGaAs上阻擋層上生長制備GaAs上接觸層。