[发明专利]硅基电注入激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基电注入激光器，包括：

绝缘硅衬底，其上表面的中心位置具有一V型槽；

N型位错限制层，形成于所述V型槽的表面上，且其顶部与所述绝缘硅衬底的上表面平齐；

N型缓冲层，位于所述V型槽内，填满所述V型槽除所述N型位错限制层外的其他空间，且其上表面与所述绝缘硅衬底的上表面平齐；

外延结构，形成于所述N型缓冲层及N型位错限制层的上表面，所述外延结构与所述V型槽等宽；

介质层，形成于所述外延结构上表面及侧面；

金属层，形成于所述介质层的上表面及侧面；

其中，所述介质层和金属层均延伸至所述绝缘硅衬底的上表面，且所述介质层和金属层的上表面有贯穿至所述外延结构上表面的矩形槽，且所述矩形槽的四周被所述介质层和金属层包围。

2.如权利要求1所述的硅基电注入激光器，其中，所述硅基电注入金属激光器还包括：

P型电极；

所述P型电极形成于所述矩形槽中，其上表面与所述金属层的上表面平齐。

3.如权利要求2所述的硅基电注入激光器，还包括N型电极，所述N型电极形成于所述绝缘硅衬底上表面、与所述金属层绝缘的位置。

4.如权利要求1所述的硅基电注入激光器，其中，所述N型位错限制层、N型缓冲层和外延结构的主体材料均为IIIA-VA族化合物材料；形成所述N型位错限制层和N型缓冲层的温度为350℃～450℃。

5.如权利要求1所述的硅基电注入激光器，其中，所述外延结构的宽度为100nm～600nm。

6.一种硅基电注入激光器的制备方法，包括：

步骤1、在绝缘硅衬底的上表面生长SiO₂层，并在所述SiO₂层的中间位置刻蚀出贯穿所述SiO₂层的第一矩形槽；

步骤2、腐蚀所述绝缘硅衬底，在与所述第一矩形槽相对应的位置，形成与所述第一矩形槽等宽的V型槽；

步骤3、在所述V型槽和第一矩形槽内生长形成N型位错限制层、N型缓冲层和外延结构；

步骤4、腐蚀去除所述SiO₂层的剩余部分，完成所述硅基电注入激光器的制备。

7.如权利要求6所述的硅基电注入激光器的制备方法，其中，步骤3中，在所述V型槽的表面依次生长形成所述N型位错限制层和N型缓冲层，所述N型位错限制层和N型缓冲层的顶部与所述绝缘硅衬底的上表面平齐，所述N型缓冲层填满所述V型槽。

8.如权利要求6所述的硅基电注入激光器的制备方法，其中，所述步骤4具体包括以下步骤：

步骤4-1、腐蚀去除所述SiO₂层的剩余部分；

步骤4-2、在所述外延结构的上表面和侧面依次沉积介质层和金属层，所述介质层和金属层均延伸至所述绝缘硅衬底的上表面；

步骤4-3、在所述介质层和金属层中腐蚀形成贯穿至所述外延结构上表面的第二矩形槽，所述第二矩形槽的四周被所述介质层和金属层包围；

步骤4-4、在所述第二矩形槽中沉积P型电极，所述P型电极与所述金属层的上表面平齐；

步骤4-5、在所述绝缘硅衬底的上表面、与所述金属层绝缘的位置沉积N型电极，完成所述硅基电注入激光器的制备。

9.如权利要求6所述的硅基电注入激光器的制备方法，其中，所述N型位错限制层、N型缓冲层和外延结构的主体材料均为IIIA-VA族化合物材料；生长形成所述N型位错限制层和N型缓冲层的温度为350℃～450℃。

10.如权利要求6所述的硅基电注入激光器的制备方法，其中，所述第一矩形槽和V型槽的宽度为100nm～600nm。