Ⅲ-Ⅴ族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法技术

本发明专利技术公开一种III‑V族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法，涉及混合激光器的结构设计领域，其方法包括：制备脊型波导结构；制作凹槽型III‑V族激光器；将所述脊型波导结构嵌入所述III‑V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。本发明专利技术采用开槽结构的激光器和硅基器件进行耦合，在纵向方向上采用了槽型嵌入式结构，从横向方向限制了硅基传输器件在空间上的偏移距离，增加键合强度，同时降低了键合难度；此外，本发明专利技术利用ZnO透明导电薄膜辅助键合混合激光器，ZnO具有良好的透过率且在高温薄膜后可以形成低阻导电层。

Laser structure and method of slotted bonding of \u2162 - \u2164 / Si Materials

【技术实现步骤摘要】
III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法
本专利技术涉及混合激光激光器的结构设计领域，尤其涉及了一种III-V族和硅材料开槽键合的激光器结构及其方法。
技术介绍
硅基晶圆上制备传输器件是工艺最为成熟，应用最为广泛的基础材料。硅及氧化硅的折射率差形成的传输结构适合通讯波段的光传输，可以将光很好的限制在传输器件中。但是硅材料作为间接带隙半导体，无法制作发光器件，不适合作为集成芯片中的光源器件。而III-V族半导体材料是直接带隙半导体材料，可以制作高效率的通讯波段的片上激光器。混合激光器结合了两种材料的优势，但是两种材料就不同的晶格常数，混合激光器通常的两种方法一种是进行直接生长，通过控制晶格角度来实现降低缺陷，另一种方法就是通过键合，利用辅助介质进行键合。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于以上技术问题，本专利技术提供了一种III-V族和硅材料开槽键合的激光器结构及其方法，以至少部分解决上述技术问题。(二)技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ⅲ-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，包括：/n制备SOI脊型波导结构；/n制作凹槽型III-V族激光器；/n将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种Ⅲ-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，包括：
制备SOI脊型波导结构；
制作凹槽型III-V族激光器；
将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。


2.根据权利要求1所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述制备SOI脊型波导结构，包括：
刻蚀SOI硅波导形成SO1脊型波导结构；
旋涂ZnO透明导电凝胶薄膜，形成均匀的ZnO薄膜；
在所述SOI脊型波导结构淀积金属In，并使用带胶剥离方法将波导区域的金属In进行剥离。


3.根据权利要求2所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述刻蚀SOI硅波导形成脊型波导结构包括：
使用硫酸双氧水混合溶液清洗SOI硅波导结构；
曝光定义脊型波导图形；
固膜光刻胶；
采用等离子体干法刻蚀技术或湿法腐蚀技术对SOI硅波导进行刻蚀形成脊型波导结构。


4.根据权利要求1所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述制作凹槽型III-V族激光器包括：
曝光定义III-V族激光器的开槽图形；
生长P型一侧金属电极；
干法刻蚀或湿法腐蚀形成凹槽；
对III-V族激光器衬底进行减薄和抛光；
生长N型掺杂一侧电注入电极；
自然解理形成法布里波罗腔。


5.根据权利要求4所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述曝光定义III-V族激光器的开槽图形包括：
腐蚀III-V族有源材料绝缘保护层，暴露出P型重掺杂区域；
在P型掺杂区域曝光定义激光器槽型图形；
去除激光器上的胶底；
以P型一侧生长的金属电极作为金属掩膜刻蚀激光器结构。

【专利技术属性】
技术研发人员：许兴胜，秦璐，靳思玥，徐波，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11