专利汇可以提供基于表面等离激元的硅基纳米激光器及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于表面等离激元的 硅 基纳米 激光器 的制备方法:在硅衬底上生长SiO2 基层 ;采用ICP干法 刻蚀 和HF湿法 腐蚀 相结合的方法在SiO2层上沿着Si衬底的 方向刻蚀出多个沟槽;分别用HF溶液和去离子 水 清洗,除去沟槽底部剩余的SiO2基层,露出硅衬底;采用KOH溶液,在沟槽底部向硅衬底延伸腐蚀出开口向上的V型结构;采用MOCVD设备在V型结构内依次生长 缓冲层 、隔离层和多 量子阱 层;采用 磁控溅射 的方法,在多量子阱层上沉积SiO2介质层,然后在顶面沉积金属层,完成器件的制备;选择合适的 泵 浦 光源 照射金属层和介质层交界面,激发表面 等离子体 波 ,产生激射光。本发明在Si衬底上的V型纳米沟槽内 异质 外延 高 质量 的InGaAs/InP多量子阱结构,从而在纳米尺度的 谐振腔 内实现Si基纳米激光器的激射,实现与微 电子 器件的尺寸相匹配,实现Si基光电集成的目的。,下面是基于表面等离激元的硅基纳米激光器及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在硅衬底上生长SiO2基层;
步骤2:采用ICP干法刻蚀和HF湿法腐蚀相结合的方法在SiO2层上沿着Si衬底的<110>方向刻蚀出若干个沟槽;
步骤3:分别用HF溶液和去离子水清洗,除去沟槽底部剩余的SiO2基层,露出硅衬底;
步骤4:采用KOH溶液,在沟槽底部向硅衬底延伸腐蚀出开口向上的V型结构;
步骤5:采用MOCVD设备在V型结构内依次生长缓冲层、隔离层和多量子阱层;
步骤6:采用磁控溅射的方法,在多量子阱层上沉积SiO2介质层,然后在顶面沉积金属层,完成器件的制备;
步骤7:选择合适的泵浦光源照射金属层和介质层交界面,激发表面等离子体波,产生激射光。
2.根据权利要求1所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤1中在硅衬底上生长SiO2基层的厚度为600-700nm。
3.根据权利要求1所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤4中V型结构的宽度为200-300nm,深度为180-200nm。
4.根据权利要求1所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤5中缓冲层的材料为GaAs;分两步生长,温度为400℃时生长GaAs低温缓冲层,温度为
600-650℃时生长GaAs高温外延层;GaAs低温缓冲层和GaAs高温外延层的生长速率均为
0.18-0.2nm/s,生长厚度均为180-200nm。
5.根据权利要求1所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤5中隔离层的材料为InP;分两步生长,温度为450℃时生长InP成核层,温度为600-650℃时生长InP顶层;InP成核层和InP顶层的生长速率均为0.2-0.3nm/s,生长厚度均为200-
300nm。
6.根据权利要求1所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤5中多量子阱层的材料为InGaAs/InP,其中InGaAs层的厚度为3nm,InP层的厚度为6nm,生长周期为4,生长温度为600-650℃,生长速率为0.03-0.04nm/s,生长厚度为30-40nm。
7.根据权利要求1至6任一所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤6中SiO2介质层的沉积采用MOCVD设备,沉积厚度为4-20nm。
8.根据权利要求7所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤6中金属层的材料为Ag,采用磁控溅射设备,常温低功率溅射20W,Ag薄膜厚度为150-
300nm。
9.根据权利要求8所述基于表面等离激元的硅基纳米激光器的制备方法,其特征在于,步骤7中要求泵浦光源波长为1540-1560nm,耦合输出功率大于uW量级。
10.采用权利要求1至9任意一项所述制备方法制备得到的基于表面等离激元的硅基纳米激光器。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种基于互补型SiC的新型晶体管器件及其制备方法 | 2020-05-08 | 675 |
多结太阳能电池及其制备方法 | 2020-05-11 | 296 |
衬底转移外延生长的HEMT与LED的单片集成方法及器件 | 2020-05-11 | 408 |
采用分子束外延技术生长用于缓解/消除铝镓氮薄膜表面裂纹的超晶格插入层的方法 | 2020-05-12 | 947 |
集成背面垂直型和正面水平型三维磁场探测功能的高温霍尔传感器及其制作方法 | 2020-05-12 | 125 |
波导型GeSn光电晶体管及其制造方法 | 2020-05-12 | 581 |
包含晶格匹配的稀释氮化物结的薄膜柔性多结光电器件及制造方法 | 2020-05-13 | 1 |
具有工作温度实时监控功能的高温三维霍尔传感器及其制作方法 | 2020-05-12 | 991 |
半导体器件和用于形成半导体器件的方法 | 2020-05-13 | 687 |
一种材料结构倒置型异质衬底肖特基二极管电路制作方法 | 2020-05-11 | 283 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。