硅基半导体激光器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基半导体激光器及其制作方法。所述激光器包括第一二极管结构、发光有源区和第二二极管结构，发光有源区设置于第一二极管结构和第二二极管结构之间，当在所述第一二极管结构和/或第二二极管结构上施加预设的反向偏置电压时，所述第一二极管结构和/或第二二极管结构能够向所述发光有源区注入电子，并对所述发光有源区中的电子产生“电场阱”，从而将电子限制在发光有源区。本发明专利技术提供的硅基半导体激光器采用反向注入实现了电子

【技术实现步骤摘要】
硅基半导体激光器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体激光器，特别涉及一种硅基半导体激光器及其制作方法，属于半导体


技术介绍

[0002]硅光子学(Silicon Photonics)是利用硅基半导体技术实现光电功能集成于单一芯片的新兴学科。因为其基于低成本，低功耗，成熟的硅基大规模集成电路工艺，集成度高，结构紧凑，实现光互连。但是，目前硅光子学还存在的一些问题限制了它的应用，尤其是光源的问题。因为硅材料本身是间接带隙，硅基激光器是公认的尚未解决的世界难题，还没有出现重大的技术突破。
[0003]硅基半导体激光器的技术路线主要分为两类：一是以四族材料及其化合物制作光源、二是在硅中引入III-V族化合物制作光源。目前为止，技术路线一还没有实现重大突破，无法制作出实用的硅基半导体激光器。技术路线二中，由于引入了III-V族化合物，因而无法与现有硅工艺兼容，大规模量产难度大，成本高，因此不能认为是真正的硅基半导体激光器方案。
[0004]在硅衬底上通过锗或者锗硅介质来实现电注入激光激射，一方面能够与CMOS工艺兼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基半导体激光器，其特征在于包括第一二极管结构、发光有源区和第二二极管结构，所述发光有源区设置于第一二极管结构和第二二极管结构之间，所述第一二极管结构、第二二极管结构包括pn二极管或肖特基二极管，当在所述第一二极管结构和/或第二二极管结构上施加预设的反向偏置电压时，所述第一二极管结构和/或第二二极管结构能够利用二极管反向击穿产生的大量电子向所述发光有源区注入电子，并利用所述反向偏置电压产生的反向电场对所述发光有源区中的电子产生“电场阱”，从而将电子限制在发光有源区。2.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一二极管结构为pn二极管结构，所述第一二极管结构包括依次叠设的第一硅层、第二硅层和第三硅层，所述第三硅层上依次叠设有第一SiGe层、发光有源区，其中所述第一硅层、发光有源区是第一导电类型的，所述第二硅层、第三硅层、第一SiGe层是第二导电类型的；或者，所述第一二极管结构为肖特基二极管结构，所述第一二极管结构包括依次叠设的第一金属层、第二硅层和第三硅层，所述第三硅层上依次叠设有第一SiGe层、发光有源区，其中所述发光有源区是第一导电类型的，所述第二硅层、第三硅层、第一SiGe层是第二导电类型的。3.如权利要求2所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第二硅层、第三硅层分别为n
+
型硅层、n-型硅层，所述第一SiGe层为n-型SiGe层，所述发光有源区为p
++
型SiGe/Ge多量子阱发光有源区。4.如权利要求3所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一硅层为p
++
型硅层。5.如权利要求2所述的硅基半导体激光器，其特征在于还包括硅衬底，所述第一硅层形成在硅衬底上。6.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第二二极管结构为pn二极管结构，所述第二二极管结构包括依次叠设的第四硅层、第五硅层和第六硅层，所述发光有源区上依次叠设第二SiGe层、第四硅层，其中所述第六硅层、发光有源区是第一导电类型的，所述第四硅层、第五硅层、第二SiGe层是第二导电类型的；或者，所述第二二极管结构为肖特基二极管结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀辉，马四光，刘伟，
申请(专利权)人：苏州华太电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：