一种混合集成谐振腔激光器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混合集成谐振腔激光器及其制备方法，其中，激光器包括SOI衬底、以及位于SOI衬底上的有源区和无源区，有源区包括多量子阱区，多量子阱区与位于其左右两侧的P型InP和N型InP构成侧向P‑I‑N结构；无源区包括波导、波导光栅和锥形耦合器，多量子阱区的两端分别设有一锥形耦合器，其中，一锥形耦合器与所述波导连接，另一锥形耦合器与波导光栅连接。本发明专利技术通过将多量子阱区与位于其左右两侧的P型InP和N型InP构成侧向P‑I‑N结构，一方面降低了多量子阱区厚度，有利于多量子阱区与波导之间实现折射率匹配，提高光场在两种波导之间的耦合效率；另一方面减小P型区域和N型区域的相对面积，增加电极之间的距离，降低寄生电容，提升激光器的调制带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种混合集成谐振腔激光器及其制备方法
本专利技术属于光电子器件领域，具体涉及一种混合集成谐振腔激光器及其制备方法。
技术介绍
随着数据流量的快速增长，对低成本、低尺寸、低功耗的高容量光发射机的需求越来越大。硅光子学平台是大规模生产PICs的一个很好的候选者，因为它使我们能够在成熟的大型硅晶片上制造高密度和高良率的光子器件。在过去的几年里，硅光技术已经被广泛应用于数据通信，由于硅是一种间接带隙半导体，硅光子学平台的主要问题是硅衬底上的激光光源集成，硅无源材料与III-V族有源材料混合集成是利用硅平台提供集成激光光源的最有效方法。目前，大多数将III-V族有源材料集成在SOI波导上，采用的有源层结构都是垂直的P-I-N结构，为了增加光场和金属电极之间的距离，III-V有源层材料厚度将达到2μm左右，这样导致了III-V有源层波导和硅波导之间的折射率失配，需要更厚的Si波导来实现高效耦合，因此需要额外的制作硅波导刻蚀和生长工艺改变其厚度，这些方法增加了硅层的厚度变化和表面粗糙度，由于传播损耗的增加，导致器件性能下降，同时也增加了工艺的复杂性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合集成谐振腔激光器，其特征在于，包括SOI衬底（1）、以及位于所述SOI衬底（1）上的有源区和无源区，/n所述有源区包括多量子阱区（4），所述多量子阱区（4）与分别位于其左右两侧的P型InP（5）和N型InP（6）构成侧向P-I-N结构；/n所述无源区包括波导（2）、波导光栅（9）和锥形耦合器（3），所述多量子阱区（4）的两端分别设有一所述锥形耦合器（3），其中，一所述锥形耦合器（3）与所述波导（2）连接，另一所述锥形耦合器（3）与所述波导光栅（9）连接；/n其中，所述波导光栅（9）为DBR波导光栅，所述DBR波导光栅上覆盖有热电极（10）。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合集成谐振腔激光器，其特征在于，包括SOI衬底（1）、以及位于所述SOI衬底（1）上的有源区和无源区，
所述有源区包括多量子阱区（4），所述多量子阱区（4）与分别位于其左右两侧的P型InP（5）和N型InP（6）构成侧向P-I-N结构；
所述无源区包括波导（2）、波导光栅（9）和锥形耦合器（3），所述多量子阱区（4）的两端分别设有一所述锥形耦合器（3），其中，一所述锥形耦合器（3）与所述波导（2）连接，另一所述锥形耦合器（3）与所述波导光栅（9）连接；
其中，所述波导光栅（9）为DBR波导光栅，所述DBR波导光栅上覆盖有热电极（10）。


2.根据权利要求1所述的混合集成谐振腔激光器，其特征在于，所述多量子阱区（4）为InGaAsP/InGaAlAs量子阱结构。


3.根据权利要求1所述的混合集成谐振腔激光器，其特征在于，所述多量子阱区（4）通过键合方式设在所述SOI衬底（1）上，且所述多量子阱区（4）的上方和下方分别覆盖有二氧化硅层（102）。


4.根据权利要求1所述的混合集成谐振腔激光器，其特征在于，所述锥形耦合器（3）包括锥形硅基波导和位于所述锥形硅基波导上方的锥形InP波导，且所述锥形硅基波导和锥形InP波导形成的锥形耦合区长度为20-50μm。


5.根据权利要求1所述的混合集成谐振腔激光器，其特征在于，所述波导（2）为Slot波导，其中，所述Slot波导和所述DBR波导光栅均为单模波导，所述Slot波导和所述DBR波导光栅的厚度均为220nm、宽度均为400nm；且所述波导（2）和波导光栅（9）的上方和下方均分别覆盖有二氧化硅层（102...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱尧，王任凡，
申请(专利权)人：武汉敏芯半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42