生长在 220nm绝缘体硅平台的无缓存1.5μm III-V激光器

直接生长在硅上的高效率III-V激光仍然是目前硅光子学研究的“圣杯”。特别是，在硅光子学220纳米绝缘体硅(SOI)平台上生长的无缓存III-V激光器可以无缝地连接有源III-V光源和无源硅基光子器件。近日，来自香港理工大学的研究人员们报告了利用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在标准220nmSIO上直接生长的1.5um无缓存 III-V激光器。利用提高生长温度下的组分扩散率，研究人员们首先设计了一个MOCVD生长方案，通过协同传统的纵横比捕获(ART)和横向ART方法，在220 nm SOI晶圆上直接制备高质量III-V合金的异质外延。与目前流行的v型槽槽腔内的外延不同，这种方法以梯形槽内的外延为特点，从而使不同III-V化合物在具有不同硅层厚的SOIs上的灵活集成成为可能。然后，研究人员们以InP为例详细介绍了生长过程，并对外延III-V的晶体质量进行了广泛的研究。最后，设计并制作了纯InP和InP/InGaAs激光器，并在脉冲光激励下实现了900 nm和1500 nm波段的室温激光。这些平面的直接外延和在220 nm SOI平台上的无缓存 1.5µm III-V激光器为即将到来的硅基光子设备和实现完全集成硅基光子电路铺平了道路。

图：无缓冲III-V激光器在220nm SOI上的制造过程