[发明专利]具有III–V族增益材料和集成散热器的电光器件

权利要求书

1.一种电光器件，包括：

第一晶片组件，包括硅衬底和所述硅衬底顶部上的覆层，所述覆层包括在其中形成的空腔，所述空腔填充有电绝缘的散热片，所述散热片具有比该覆层的导热率更大的导热率；和

第二晶片组件，包括III-V族半导体增益材料的堆叠，设计用于给定辐射的光放大，其中第二晶片组件与第一晶片组件接合，使得所述III-V族半导体增益材料的堆叠与所述散热片热连通；并且

所述散热片的折射率低于以下每一个：

所述硅衬底的折射率；和

对于所述给定辐射来说所述III-V族半导体增益材料堆叠的平均折射率。

2.根据权利要求1所述的电光器件，其中，所述覆层中的空腔一直向上延伸到所述硅衬底，以使所述散热片与所述硅衬底接触。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的电光器件，其中，所述III-V族半导体增益材料的堆叠被构造为面向所述散热片并且至少部分地与所述散热片重叠。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电光器件，其中，所述散热片的导热率比所述覆层的导热率大至少十倍。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的电光器件，其中，所述第一晶片组件是绝缘体上硅晶片，所述覆层包括：

第一氧化物层，其对应于绝缘体上硅晶片的掩埋氧化物；和

在第一氧化物层的顶部上的第二氧化物层，并且其中，所述空腔延伸通过第二氧化物层并且至少部分地延伸通过第一氧化物层。

6.根据权利要求5所述的电光器件，其中，所述电光器件包括在所述覆层中形成的、包括所述空腔在内的两个或更多的空腔的集合，所述集合的空腔填充有各自的、包括所述散热片在内的电绝缘的散热片，所述散热片的每个具有大于所述覆层的导热率的导热率，其中所述III-V族半导体增益材料的堆叠被布置得与所述散热片热连通。

7.根据权利要求6所述的电光器件，其中，所述散热片包括由所述覆层的剩余部分隔开的两个散热片，所述剩余部分被布置在所述III-V族半导体增益材料的堆叠的对面，所述电光器件还具有包括嵌入所述覆层的剩余部分中的硅组件，所述组件由所述绝缘体上硅晶片的初始顶部硅层构成。

8.根据权利要求6或7所述的电光器件，其中，所述组件是硅波导，其被布置在与所述III-V族半导体增益材料的堆叠的对面。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的电光器件，其中，所述散热片是CMOS兼容的材料。

10.根据权利要求9所述的电光器件，其中所述电光器件是CMOS制造的器件，并且所述III-V族半导体增益材料的堆叠体被嵌入在所述电光器件的线路后端中。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的电光器件，其中，所述电光器件包括边缘发射激光器，所述边缘发射激光器包括所述III-V族半导体增益材料的堆叠。

12.根据权利要求11所述的电光器件，其中，所述激光器被嵌入所述第二晶片组件内，以使与所述第二晶片组件内所集成的其他电子组件具有共同的线路后端。

13.根据权利要求11或12所述的电光器件，其中，所述激光器是边缘发射型横向电流注入激光器。

14.根据权利要求11或12所述的电光器件，其中，所述激光器是边缘发射型垂直电流注入激光器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电光器件，其中，对于大于200nm的波长，所述散热片的折射率小于2.5。