【技术实现步骤摘要】
张应变半导体光子发射和检测装置和集成的光子学系统本申请是申请日为2012年8月10日、申请号为201210285225.7、专利技术名称为“张应变半导体光子发射和检测装置和集成的光子学系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及光学系统,其包括半导体发光装置或半导体光探测器。更具体地讲,本专利技术涉及在有源区域(activeregion)中采用了具有应变的第四族半导体材料的半导体发光或检测装置。
技术介绍
人们总是感兴趣在光子学系统中使用第四族半导体材料,因为这样的系统容易制造,并且容易将第四族光子学器件与电路集成在一起。硅、锗和它们的合金是光子学系统中最常被考虑的第四族半导体。例如,最感兴趣的是从硅发射的或位于硅中的光。硅和锗呈现有间接带隙,在整个成分范围内它们的合金也是这样。传统上它们并不是用于光发射的高效材料,因为直接光跃迁中涉及的导带未被占据,因此,在不额外地导致产生其它性质例如晶格震荡或不纯的情况下,就基本上没有可以重新组合并且直接产生光子的电子空穴对。一种将光子功能与硅基ULSI芯片例如多核处理器或前沿存储器集成在一起的低成本措施为现代计算技术打开了意义深远的结构改变和性能改进的大门。这些光子功能的一个被建议的应用是代替现代ULSI芯片中的一些芯片内铜互连,例如用于从一个CPU内核向另一CPU内核导通数据,其中两个内核位于相同的物理硅芯片上。与此同时,一种现实的第四族光子学解决方案在制造更传统的光子系统时能够提供极好的成本节约益处。将光子学与已有的CMOS工艺流程相组合的主要途径包括下列在拓扑学上截然不同的选项:i)先于晶体管制造 ...
【技术保护点】
一种光学元件,包括第一半导体材料区域,所述第一半导体材料区域与和所述第一半导体材料区域在一公共平面内的单一拉伸应力源区域接触并且被所述单一拉伸应力源区域包围,所述单一拉伸应力源区域在所述平面中在所述第一半导体材料区域的至少一部分内诱导双轴张应变,所述双轴张应变导致所述第四族半导体材料区域的该部分中的最小带隙是直接带隙,其中,在没有所述拉伸应力源区域的情况下,所述第四族半导体材料区域的该部分中的所述最小带隙是间接带隙。
【技术特征摘要】
2011.08.12 US 13/209,1861.一种光学元件,包括第一半导体材料区域,所述第一半导体材料区域与和所述第一半导体材料区域在一公共平面内的单一拉伸应力源区域接触并且被所述单一拉伸应力源区域包围,所述单一拉伸应力源区域在所述平面中在所述第一半导体材料区域的至少一部分内诱导双轴张应变,所述双轴张应变导致第四族半导体材料区域的一部分中的最小带隙是直接带隙,其中,在没有所述拉伸应力源区域的情况下,所述第四族半导体材料区域的该部分中的所述最小带隙是间接带隙。2.如权利要求1所述的光学元件,其中,所述第一半导体材料区域包括第四族半导体。3.如权利要求2所述的光学元件,其中,所述第四族半导体包括锗。4.如权利要求3所述的光学元件,其中,一结被定位在所述第四族半导体的该部分附近,所述结具有第一多数载流子型的第一侧和第二多数载流子型的第二侧,并且所述光学元件还包括分别耦合到所述结的第一侧和所述结的第二侧的第一和第二触头。5.如权利要求3所述的光学元件,其中,所述拉伸应力源区域包括外延生长硅锗。6.如权利要求3所述的光学元件,其中,所述拉伸应力源区域包括氮化硅。7.一种光学系统,包括被包含在至少一个第四族半导体材料区域内的光放大元件,所述第四族半导体区域包括间接带隙半导体并且所述第四族半导体区域与单一拉伸应力源区域接触并且被所述单一拉伸应力源区域包围,所述单一拉伸应力源区域在所述第四族半导体材料区域的至少一部分内诱导双轴张应变,所述双轴张应变导致所述第四族半导体材料区域的该部分中的最小带隙是直接带隙,其中,在没有所述拉伸应力源区域的情况下,所述第四族半导体材料区域的该部分中的所述最小带隙是间接带隙;并且其中,包括所述光放大元件的所述第四族半导体材料区域的该部分被定位于由波导限定的光学路径中,所述光学路径被设置为使得光被光学耦合在所述光放大元件和所述波导之间。8.如权利要求7所述的光学系统,其中,所述第四族半导体材料区域和所述波导由同一第四族半导体构成。9.如权利要求8所述的光学系统,其中,所述第四族半导体包括锗。10.如权利要求7所述的光学系统,其中,所述拉伸应力源区域包括硅锗。11.如权利要求7所述的光学系统,其中,所述单一拉伸应力源区域与所述第四族半导体材料区域位于公共平面内,并且所述单一拉伸应力源区域在包含所述光放大元件的所述平面中在所述第四族半导体材料区域的至少一部分内诱导双轴张应变。12.如权利要求11所述的光学系统,其中,所述拉伸应力源区域包括硅锗。13.如权利要求7所述的光学系统,其中,所述光学路径包括限定出激光器腔的第一镜和第二镜。14.如权利要求13所述的光学系统,其中,所述第一镜和第二镜是分布式布拉格反射器,并且其中所述激光器腔引入了所述至少一个第四族半导体区域。15.如权利要求14所述的光学系统,其中,所述激光器腔被至少部分地设置于所述波导内。16.如权利要求7所述的光学系统,其中,所述波导包括硅、氧化硅或氮化硅之一。17.一种光学系统,包括:多个光学元...
【专利技术属性】
技术研发人员:P·A·克利夫顿,A·格贝尔,R·S·盖恩斯,
申请(专利权)人:阿科恩科技公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。