基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备方法技术

本公开提供了一种基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备方法，其基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，自下而上顺次包括：SOI(Silicon on SiO

【技术实现步骤摘要】
基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备方法
本公开涉及晶片键合领域，尤其涉及一种基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备方法。
技术介绍
信息时代，对硅基光子学的需求是提高计算机和网络数据处理和传输速率，这导致对硅基光子回路集成密度不断增加。SOI衬底由于具有和微电子CMOS工艺相兼容的特征，所以在SOI上的硅波导被期待着能够实现更加紧凑的光子回路。对于一个有源的光子回路，通常都需要如光的产生、传播、调制、放大和探测等各种不同功能的器件，因此片上集成光源在有源光子回路中是一个不可缺少的器件。然而，由于硅的间接带隙材料的本性，导致在硅上直接产生光源一直都是一个极大的挑战。而且由于硅和III-V族材料具有较大的晶格失配度和热膨胀系数，所以在硅衬底上外延III-V族材料仍然很不成熟。硅基混合激光器结合了III-V族材料和硅两者分别在半导体激光器和微电子CMOS等方面的优势，成为了目前光子回路中最有希望解决硅上光源问题的最佳方案。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，自下而上顺次包括：SOI芯片、光栅耦合层、多对下布拉格反射镜、III-V族垂直腔激光器谐振腔、多对III-V族上布拉格反射镜和III-V族欧姆接触层；/n所述光栅耦合层包括：/nSi倾斜光栅，嵌设于所述SOI芯片上；/nSiO

【技术特征摘要】
1.一种基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，自下而上顺次包括：SOI芯片、光栅耦合层、多对下布拉格反射镜、III-V族垂直腔激光器谐振腔、多对III-V族上布拉格反射镜和III-V族欧姆接触层；
所述光栅耦合层包括：
Si倾斜光栅，嵌设于所述SOI芯片上；
SiO2填充层，填充多个所述Si倾斜光栅所在空隙区域，且所述SiO2填充层完全覆盖所述Si倾斜光栅；所述SiO2填充层中还包括：
SiO2间隔层，为所述SiO2填充层超过Si倾斜光栅高度的区域，位于光栅耦合层和下布拉格反射镜之间。


2.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，所述Si倾斜光栅周期为Λ，Λ＝λ/(2neff)，其中，neff为Si倾斜光栅材料的有效折射率。


3.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，所述SOI芯片自下而上包括：Si衬底、SiO2层和Si层。


4.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，多对所述下布拉格反射镜包括交替沉积的Si层和SiO2层。


5.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，多对所述III-V族上布拉格反射镜包括：交替外延生长的不同组分不同折射率的III-V族半导体材料。


6.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器，其中，所述III-V族垂直腔激光器谐振腔自下而上顺次包括：下P型InGaAs欧姆接触层、P型InP渐变掺杂的限制层、P型InGaAsP分别限制异质层、有源区、N型InGaAsP分别限制异质层和N型InP渐变掺杂的限制层；
所述有源区包括：交替外延生长的量子阱和势垒层，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉莲，刘建国，张志珂，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11