一种硅波导输出激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种硅波导输出激光器，包括：III‑V族有源结构，用于生成所述激光器的光源，所述III‑V族有源结构包括：隧道结层，用于形成反向隧穿电流通道；N型衬底，设置于所述隧道结层上表面；P型层，设置于所述隧道结层下表面；量子阱有源层，设置于所述P型层下表面；N型层，设置于所述量子阱有源层下表面；以及，硅波导结构，设置于所述III‑V族有源结构之下，用于与所述III‑V族有源结构共同形成光学谐振腔和激光输出波导。

【技术实现步骤摘要】
一种硅波导输出激光器
本专利技术涉及光通信领域中的核心光源，尤其涉及一种硅光互连系统中的基于隧道结的硅材料与III-V族混合集成硅波导输出激光器。
技术介绍
近年来，光互连技术被认为是解决未来超级计算机、高性能计算中的访存带宽和计算速度问题的关键技术之一，而硅基光电集成被认为是实现高性能计算机超节点间、芯片间以及片上光互连最有潜力的技术途径。作为硅光互连系统的核心器件，硅基集成光源一直以来都是世界各国的研究热点，但是由于硅是间接带隙材料，光学增益比III-V族材料低几个数量级，所以难以直接利用硅制作高效率的激光光源。目前，能够实现硅基集成光源的主流方案有三种：其一是硅基外延激光器，在硅衬底异质外延生长III-V有源材料或锗材料，III-V材料产生的光通过倏逝波耦合到硅波导中进行输出，但是由于硅和III-V族增益材料之间存在较大的晶格失配，在硅衬底上生长高质量的III-V族材料变得十分困难；其二是倒装焊端面耦合的硅基集成激光器，将制作好的III-V激光器通过倒装焊技术焊接到SOI(绝缘体上硅，SilicononInsula本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅波导输出激光器，包括：/nIII-V族有源结构，用于生成所述激光器的光源，包括：/n隧道结层，用于形成反向隧穿电流通道；/nN型衬底，设置于所述隧道结层上表面；/nP型层，设置于所述隧道结层下表面；/n量子阱有源层，设置于所述P型层下表面；/nN型层，设置于所述量子阱有源层下表面；/n以及，硅波导结构，设置于所述III-V族有源结构之下，用于与所述III-V族有源结构共同形成光学谐振腔和激光输出波导。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅波导输出激光器，包括：
III-V族有源结构，用于生成所述激光器的光源，包括：
隧道结层，用于形成反向隧穿电流通道；
N型衬底，设置于所述隧道结层上表面；
P型层，设置于所述隧道结层下表面；
量子阱有源层，设置于所述P型层下表面；
N型层，设置于所述量子阱有源层下表面；
以及，硅波导结构，设置于所述III-V族有源结构之下，用于与所述III-V族有源结构共同形成光学谐振腔和激光输出波导。


2.根据权利要求1所述的激光器，其中所述的隧道结层为两层重掺杂半导体材料形成的具有电子隧穿效应的PN结，包括N型重掺杂层和P型重掺杂层。


3.根据权利要求2所述的激光器，其中所述的隧道结层中的隧道结包括III-V族元素组成的二元、三元或四元化合物。


4.根据权利要求2所述的激光器，其中所述的N型重掺杂层的掺杂浓度为1×1019-1×1020原子/cm3，P型重掺杂层的掺杂浓度为1×1019～5×1020原子/cm3。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑婉华，石涛，王海玲，孟然哲，王明金，彭红玲，齐爱谊，
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