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专利号: 2018111293714
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于圆环形光子晶体纳米梁谐振腔的电驱动激光器,其特征在于,该激光器由

下至上依次包括Si基衬底(1)、热氧化SiO2层(2)、Si波导(3)、BCB层(4)、SiO2层(5)、P掺杂层

6)、有源区(7)、N掺杂层(8)、SiO2包覆层(9);其中,所述Si基衬底(1)、所述热氧化SiO2(2)、所述Si波导(3)共同构成SOI波导结构;所述P掺杂层(6)、所述有源区(7)、所述N掺杂层(8)共刻出纳米梁谐振腔;所述P掺杂层(6)上部在纳米梁谐振腔两侧镀有与Si波导(3)平行的条状上电极(11),所述纳米梁谐振腔上部沿Si波导(3)方向两端镀有下电极(10);所述纳米梁谐振腔置于SOI波导结构的上部且通过BCB层(4)和SiO2层(5)隔开;所述纳米梁谐振腔和SOI波导结构组成的双台面填充SiO2包覆层(9)。

2.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,该激光器利用ICP刻蚀开电极窗口,通过E-Beam蒸镀GSG-Pad电极,以实现共面电极结构。

3.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述SOI波导结构采用CMOS工艺制备:先将解理后的SOI片清洗烘干,热氧化SiO2层(5),利用电子束曝光制备图形,再利用ICP干法刻蚀将掩膜图形转移到硅层。

4.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述纳米梁谐振腔是利用湿法刻蚀剥离InP衬底的NIP结构,采用干法刻蚀工艺刻出的一系列纳米梁谐振腔。

5.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述纳米梁谐振腔结构位于对称轴上,分为纳米梁腔的渐变区(12)和纳米梁腔的镜像区(13),纳米梁腔的渐变区(12)圆环半径呈规律性变化,纳米梁腔的镜像区(13)圆环半径保持不变;圆环设有圆环内径(14)和圆环外径(15)。

6.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述SOI波导结构与纳米梁谐振腔

通过BCB层和SiO2中间层键合,纳米梁谐振腔与下方的SOI波导结构垂直耦合,实现光的定向输出。

7.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述SOI波导结构与BCB层(4)、SiO2层(5)尺寸相同,纳米梁谐振腔尺寸小于SOI波导结构。

8.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述纳米梁谐振腔各层尺寸不同,P掺杂层在宽度上小于SOI波导结构、大于有源区(7)和N掺杂层(8),在长度上各层尺寸均相同。

9.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述SiO2包覆层(9)为低折射率材料。

10.如权利要求1所述的电驱动激光器,其特征在于,所述上电极(11)、下电极(10)通过优化电极溅射条件、合金组分以及快速热退火条件实现欧姆接触,以降低接触电阻增大截止带宽,提高激光器的调制带宽。