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硅锗 量子阱发光 二极管

阅读：846发布：2020-06-29

专利汇可以提供硅锗量子阱发光二极管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种硅锗量子阱发光二极管 (120)。所述发光二极管 (120)包括：p型掺杂部分(410)、量子阱部分(420)和p型掺杂部分(430)。所述量子阱部分(420)设置在所述p型掺杂部分(410)和所述n型掺杂部分(430)之间。所述量子阱部分(420)包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为促使使用电子 (314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的直接复合(340)所产生的光(344)发射来发光。所述p型掺杂部分(410)包括硅锗的第一合金，并且所述n型掺杂部分(430)包括硅锗的第二合金。，下面是硅锗量子阱发光二极管专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种硅锗量子阱发光二极管(120)，包括：
p型掺杂部分(410)、量子阱部分(420)和n型掺杂部分(430)，所述量子阱部分(420)被设置在所述p型掺杂部分(410)和所述n型掺杂部分(430)之间；
其中所述量子阱部分(420)包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为仅限制空穴(324)，并促使使用电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的直接复合(340)所产生的光(344)发射来发光；
其中所述p型掺杂部分(410)包括硅锗的第一合金，并且所述n型掺杂部分(430)包括硅锗的第二合金，并且
其中所述发光二极管(120)进一步包括：发光增强结构(440)，包括与所述量子阱部分(420)联接的薄膜金属层，并且被配置为通过出现在所述金属层中的表面等离子体振子的作用而促使电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的所述直接复合(340)。
2.根据权利要求1所述的发光二极管(120)，其中所述量子阱部分(420)进一步包括：
第一量子阱部分(420a)、第二量子阱部分(420b)和第三量子阱部分(420c)，所述第二量子阱部分(420b)包括所述载流子限制区，并且被设置在所述第一量子阱部分(420a)和所述第三量子阱部分(420c)之间；
其中所述第一量子阱部分(420a)包括硅锗的第三合金，所述第二量子阱部分(420b)包括硅锗的第四合金，并且所述第三量子阱部分(420c)包括硅锗的第五合金。
3.根据权利要求2所述的发光二极管(120)，其中所述硅锗的第四合金的组分被调节为在所述硅锗的第四合金的Γ点处提供用于产生波长在850nm至1550nm之间的光(344)的带隙(336)。
4.根据权利要求2所述的发光二极管(120)，其中所述硅锗的第四合金的组分被调节为产生波长为850nm的光(344)。
5.根据权利要求3所述的发光二极管(120)，其中所述p型掺杂部分(410)、所述量子阱部分(420)和所述n型掺杂部分(430)被配置为，针对电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的所述直接复合(340)，促使所述量子阱部分(420)的所述载流子限制区中的俄歇跃迁(350)的俄歇复合并且在所述Γ点处产生载流子。
6.根据权利要求1所述的发光二极管(120)，其中所述p型掺杂部分(410)、所述量子阱部分(420)和所述n型掺杂部分(430)被配置为，当以正向偏置条件被偏置时，在所述载流子限制区中产生注入的空穴(426)的积聚。
7.根据权利要求1所述的发光二极管(120)，其中所述薄膜金属层包括从银、金、铝和铜所组成的组中选择的金属。
8.根据权利要求1所述的发光二极管(120)，其中所述发光增强结构(440)进一步包括从以二维的多个孔(514)被图案化的薄膜金属层(510)、以多条一维金属线(524)的形式被图案化的薄膜金属层(520)、以多条波纹(534)的形式被图案化的薄膜金属层(530)以及包括腔结构部分的至少一个薄膜金属层所组成的组中选择的结构。
9.根据权利要求1所述的发光二极管(120)，进一步包括：
光收集器(450)，所述光收集器(450)与所述发光增强结构(440)光学耦合，并且被配置为收集所发射的光(454)。
10.一种硅锗量子阱发光二极管和光调制器的组合器件(140)，所述器件(140)包括：
与所述光调制器(130)集成的硅锗量子阱发光二极管(120)，所述硅锗量子阱发光二极管(120)包括：
p型掺杂部分(410)、量子阱部分(420)和n型掺杂部分(430)，所述量子阱部分(420)被设置在所述p型掺杂部分(410)和所述n型掺杂部分(430)之间；
其中所述量子阱部分(420)包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为仅限制空穴(324)，并促使使用电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的直接复合(340)所产生的光(344)发射来发光；
其中所述p型掺杂部分(410)包括硅锗的第一合金，并且所述n型掺杂部分(430)包括硅锗的第二合金；以及
与所述硅锗量子阱发光二极管(120)光学耦合的光调制器(130)，
其中所述硅锗量子阱发光二极管(120)进一步包括：发光增强结构(440)，包括与所述量子阱部分(420)联接的薄膜金属层，并且被配置为通过出现在所述金属层中的表面等离子体振子的作用而促使电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的所述直接复合(340)。
11.根据权利要求10所述的器件(140)，进一步包括：
光收集器(450)，所述光收集器(450)被设置在所述发光增强结构(440)和所述光调制器(130)之间，并且与所述发光增强结构(440)和所述光调制器(130)光学耦合。
12.一种硅锗量子阱发光二极管、光调制器和集成电路的组合器件(101)，所述器件(101)包括：
集成电路(110)；以及
硅锗量子阱发光二极管和光调制器的组合器件(140)，所述器件(140)包括：
与所述光调制器(130)集成的硅锗量子阱发光二极管(120)，所述硅锗量子阱发光二极管(120)包括：
p型掺杂部分(410)、量子阱部分(420)和n型掺杂部分(430)，所述量子阱部分(420)被设置在所述p型掺杂部分(410)和所述n型掺杂部分(430)之间；
其中所述量子阱部分(420)包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为仅限制空穴(324)，并促使使用电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的直接复合(340)所产生的光(344)发射来发光；
其中所述p型掺杂部分(410)包括硅锗的第一合金，并且所述n型掺杂部分(430)包括硅锗的第二合金；以及
与所述硅锗量子阱发光二极管(120)光学耦合的光调制器(130)；
其中所述光调制器(130)被配置为从所述集成电路(110)接收用于调制所发射的光(154)的信号，
其中所述硅锗量子阱发光二极管(120)进一步包括：发光增强结构(440)，包括与所述量子阱部分(420)联接的薄膜金属层，并且被配置为通过出现在所述金属层中的表面等离子体振子的作用而促使电子(314)和被限制在所述载流子限制区内的空穴(324)的所述直接复合(340)。
13.根据权利要求12所述的器件(101)，其中所述集成电路(110)进一步包括互补金属氧化物半导体硅集成电路。

说明书全文

硅锗 量子阱发光 二极管

技术领域

[0001] 本发明的实施例一般涉及发光二极管(LED)领域，以及利用LED作为用于集成电路(IC)之间的光互联的光输出驱动器。

背景技术

[0002] 信息的流动和处理使对微电子电路处理这种信息的速度的需求不断增加。具体来说，通过具有高带宽和高频率的通信信道在电子器件之间进行通信的手段在满足这些需求中至关重要。

[0003] 为满足这些需求，借助于光信道的通信已经引起了科学和技术团体的关注。然而，在依赖于Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物的用于产生光信号的技术与依赖于硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路(IC)的用于信息处理的技术之间存在基本的不兼容性。从事于微电子器件超大规模集成度(ULSI)开发的科学家在发现用于协调这些不同技术的手段上具有强烈的兴趣。因此，研究科学家积极寻求满足这些需求的新方法。附图说明

[0004] 合并在本说明书并形成本说明书的一部分的附图，示出了该技术的实施例，并且与描述一起用于解释该技术的实施例：

[0005] 图1是本发明实施例中的硅锗(SiGe)量子阱(QW)发光二极管(LED)、光调制器和集成电路(IC)器件的透视图，其示出SiGe QW LED发现特别效用的一种示例性环境，还进一步示出SiGe QW LED、光调制器和IC在器件的示例性环境中的功能性布置。

[0006] 图2是示出沿例如锗或可替代的SiGe 合金的间接带隙半导体布里渊区中的[111]和[100]方向，导带中电子和价带中空穴的能量与导带中电子和价带中空穴的波矢量幅度的函数色散关系的能带图，并且图2还示出与本发明实施例相关的通过间接跃迁产生光子的电子和空穴复合。

[0007] 图3是示出在本发明的实施例中，沿例如锗或可替代的SiGe合金的间接带隙半导体布里渊区中的[111]和[100]方向，导带中电子和价带中空穴的能量与导带中电子和价带中空穴的波矢量幅度的函数色散关系的能带图，图3还示出热俄歇电子和空穴复合以通过直接跃迁产生光子，其中直接跃迁源于自导带底被激发以填充布里渊区中心Γ点能带边缘处的导带中的能态的电子。

[0008] 图4A是本发明实施例中的SiGe QW LED的截面正视图，其示出SiGe QW LED结构中的p型掺杂部分、QW部分、n型掺杂部分的功能性布置，并且进一步示出包括载流子限制区的QW部分，其中载流子限制区被配置为在SiGe QW LED 正向偏置时，促使使用电子和空穴直接复合所产生的光发射来发光。

[0009] 图4B是本发明实施例中的图4A的SiGe QW LED的截面正视图，其示出能带图，该能带图示出注入的空穴在载流子限制区中的积聚、热俄歇电子通过俄歇跃迁在布里渊区Γ点导带底处的产生、经由图3的过程的后续直接复合、以及被配置为通过表面等离子体振子的作用促使电子与被限制在载流子限制区内的空穴直接复合的发光增强结构。

[0010] 图5A是本发明实施例中包括以二维的多个孔被图案化的薄膜金属层的第一示例发光增强结构的、通过图4B的平面迹线5A-5A的截面平面图。

[0011] 图5B是本发明实施例中包括以多条一维金属线的形式被图案化的薄膜金属层的第二示例发光增强结构的、通过图4B的平面迹线5A-5A的截面平面图。

[0012] 图5C是本发明实施例中包括以多条波纹的形式被图案化的薄膜金属层的第三示例发光增强结构的、通过图4B的平面迹线5A-5A的截面平面图。

[0013] 图5D是本发明实施例中包括以多条波纹的形式被图案化的薄膜金属层的第三示例发光增强结构的、通过图5C的平面迹线5D-5D的截面的截面正视图。

[0014] 除非进行特别注释，否则在该说明书中所提到的附图不应该被理解为按比例画出。

具体实施方式

[0015] 现在将具体参考本发明的替代实施例。尽管结合替代实施例描述该技术，但是应当理解，它们的意图并不在于将该技术限制于这些实施例。相反，该技术意在覆盖包括在所附权利要求所限定的技术的精神和范围内的替代、修改和等同。

[0016] 另外，在对本发明实施例的以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解而阐述许多的具体细节。然而，应当注意的是，在没有这些具体细节的情况下也可以实施本发明的实施例。在其他的实例中，为了避免不必要的使本发明的实施例晦涩，没有详细描述公知的方法、程序和部件。在整个附图中，相同的部件由相同的附图标记表示，并且在不是必须的情况下，为了清晰的解释而省略了重复的描述。

[0017] 本发明的实施例包括硅锗(SiGe)量子阱(QW)发光二极管(LED)。该LED包括p型掺杂部分、QW部分以及p型掺杂部分。QW部分被设置在p型掺杂部分和n型掺杂部分之间。QW部分包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为促使使用电子和被限制在所述载流子限制区内的空穴的直接复合所产生的光发射来发光。p型掺杂部分包括Si1-xGex的第一合金，并且n型掺杂部分包括Si1-xGex的第二合金。

[0018] 本发明的实施例针对硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的LED结构。通过来自正向偏置SiGe QW LED的阳极的空穴注入，产生空穴在QW的载流子限制区中的积聚。通过电子和在QW的载流子限制区中积聚的空穴之间的俄歇跃迁，产生填充Γ点处布里渊区中心的俄歇电子。然后可以通过热俄歇电子和注入的空穴在Γ点处布里渊区中心的直接复合而产生光。对于例如SiGe QW LED的本发明实施例来说，热俄歇电子和空穴的直接复合导致了比由间接带隙半导体制成的LED中的间接跃迁所产生的光更高的光产生效率或发光效率。

[0019] 现在参考图1，根据本发明的实施例，图1示出SiGe QW LED、光调制器和集成电路(IC)的组合器件101的透视图100。图1还示出SiGe QW LED120、光调制器130和IC110的功能性布置，其也作为本领域中的词汇：SiGe QW LED、光调制器和IC的组合器件101的“芯片”为人所知。图1示出SiGe QW LED120发现特别效用的示例环境。具体来说，接下来更详细描述的用于SiGe QW LED120的本发明实施例适用于并且可以合并到SiGe QW LED、光调制器和IC的组合器件101的环境中，也可以适用于并且合并到SiGe QW LED和光调制器的组合器件140的环境中。SiGe QW LED、光调制器和IC的组合器件101包括IC110以及SiGe QW LED和光调制器的组合器件140。SiGe QW LED和光调制器的组合器件140包括与光调制器130集成的SiGe QW LED120。SiGe QW LED120包括多个部分(图1中未示出，但是在图4A和4B的讨论中示出并描述)，多个部分包括间接带隙半导体的p型掺杂部分、间接带隙半导体的QW部分和间接带隙半导体的n型掺杂部分。QW部分被设置在p型掺杂部分和n型掺杂部分之间，并且包括载流子限制区，所述载流子限制区被配置为促使使用电子和被限制在所述载流子限制区内的空穴的直接复合所产生的光发射来发光。p型掺杂部分可以包括Si1-xGex的第一合金，并且n型掺杂部分可以包括Si1-xGex的第二合金。

[0020] 进一步参考图1，根据本发明的实施例，光调制器130与SiGe QW LED120光学耦合，以调制SiGe QW LED120所发射的光。另外，光调制器130被配置为从IC110接收对SiGe QW LED120所发射的光进行调制的信号。如图1所示，光调制器130通过提供对SiGe QW LED120所发射的光进行调制的信号的线路134和138而耦合至IC110。尽管在图1中这些线路被示出为越过IC110的顶部，并且光调制器130被示出为放置在SiGe QW LED120顶部上，但是所示的布置是示例性的并不限于此，因为本发明的实施例在其精神和范围内包含其它布置，例如，光调制器130放置在SiGe QW LED120和IC110之间，并且线路134和138被设置在光调制器130与IC110之间。图1还示出用于传导SiGe QW LED120所发射的光在由光调制器130调制之后的调制后光信号的光波导150，其由光子154表示。

[0021] 进一步参考图1，根据本发明的实施例，SiGe QW LED和光调制器的组合器件140提供用于IC之间的光互连的光输出驱动器。这样，由于以高速和高密度对信息进行处理的需求不断增加，所以SiGe QW LED和光调制器的组合器件140提供用于克服支架与支架间以及芯片与芯片间互联的通信带宽瓶颈的器件。在本发明的一个实施例中，SiGe QW LED和光调制器的组合器件140可以进一步包括接下来在图4A-4B和图5A-5D的讨论中更详细描述的发光增强结构，其包括与QW部分耦合的薄膜金属层，并且被配置为通过出现在金属层中的表面等离子体振子的作用来促使电子和被限制在载流子限制区内的空穴直接复合。在本发明的另一个实施例中，SiGe QW LED和光调制器的组合器件140可以进一步包括被设置在发光增强结构和光调制器130之间的光收集器。根据本发明的实施例，光收集器可以与SiGe QW LED120光学耦合。可替代地，光收集器可以与从包括SiGe QW LED120的p型掺杂部分、QW部分和n型掺杂部分的多个部分中选择的至少一个部分光学耦合。除此之外，光收集器可以与发光增强结构和光调制器光学耦合。光调制器可以进一步包括马赫-曾德尔干涉仪。由于IC可以包括基于单片硅(Si)IC技术的互补金属氧化物半导体(CMOS)硅集成电路，因此本发明的实施例通过避免使用Ⅲ-Ⅴ化合物(例如砷化镓(GaAs))材料(其采用至少难以与单片Si IC制造技术结合使用的制造工艺)，解决了在试图使用基于Ⅲ-Ⅴ化合物(其被用于制造传统的LED)的LED时所产生的兼容性问题。然而，在没有本发明实施例的情况下，通过间接带隙半导体(例如Si、锗(Ge)和SiGe合金)产生光时的复合系数通常比直接带隙半导体(例如GaAs)低几个数量级，如下所述。

[0022] 现在参考图2，为了阐述本发明实施例的效用，示出了能带图200。图2示出分别沿间接带隙半导体布里渊区中的[111]方向206和[100]方向208，导带210中电子以及价带220和222中空穴的能量E(k)与导带210中电子或价带(例如，价带220和222之一)中空穴的波矢量幅度k的函数色散关系。图2中所示的能带图200表示例如Ge或可替代的Si1-xGex合金的间接带隙半导体的能带图。尽管随后的描述基于导带210底230在L点处的诸如Ge或可替代的Si1-xGex合金的间接带隙半导体，但是本发明的实施例并不仅仅限于这种间接带隙半导体，而是相反，导带最小值更常见的位于布里渊区中其它点处的间接带隙半导体，例如导带底位于X点处的Si或可替代的Si1-xGex合金，也处于本发明实施例的精神和范围内。能带图200的纵坐标202是导带210中电子或者价带220和222中空穴的能量E(k)，能量E(k)是任意单位，但可以是例如电子伏特(eV)。能带图200的横坐标204是分别沿布里渊区中的[111]方向206和[100]方向208，导带210中电子或价带(例如，价带220和222之一)中空穴的波矢量幅度k，波矢量幅度k是距离倒数的任意单位，但可8 8 -1
以是例如10厘米倒数(10 cm )。

[0023] 进一步参考图2，为了阐述本发明实施例的效用，能带图200示出布里渊区L点导带210底230处的电子214与布里渊区Γ点价带(例如价带220和222之一)顶232处的空穴224复合，以通过间接跃迁240产生光子224。图2中示出了两个价带220和222：重空穴价带220和轻空穴价带222。由于可以假定价带220和222顶232对于两个价带220和222中的任一个处于大约相同的能级处，因此为了讨论的目的，可以不失一般性地假定空穴224位于重空穴价带220或者轻空穴价带222中任一个的顶232处。在间接跃迁240中，电子214与空穴224复合，以产生具有能量hν的光子244，能量hν等于带隙234的能量Eg。带隙234的能量Eg等于导带210底230处的电子214与价带220和222中任一个的顶232处的空穴224之间的能量差。这样，在间接跃迁240中能量守恒。然而，在间接跃迁240中动量也守恒。由于L点处电子214的动量不等于Γ点处空穴224的动量，并且光子244的动量小，因此另一个粒子调停间接跃迁240使得动量守恒。具有L点处电子214的动量与Γ点处空穴224的动量之间的动量差的不确定(adventitious)声子可以充当这种粒子。因此，在间接跃迁240中，发生所有三个事件：电子214出现在布里渊区中L点导带210底230处，空穴224出现在布里渊区Γ点价带(例如价带220和222之一)顶232处，以及具有L点处电子214的动量与Γ点处空穴224的动量之间的动量差的不确定声子出现。所有三个事件同时发生的概率是每个事件发生概率的乘积，使得诸如Ge的间接带隙半导体中的辐射复合率小于诸如GaAs的直接带隙半导体，其中不确定声子不会参与跃迁。本发明实施例的一些效用在于，减轻参予间接带隙半导体(例如Ge)中间接跃迁的低概率的影响以及接下来描述的间接带隙半导体(例如Ge)的相关低辐射复合率的影响。

[0024] 现在参考图3，根据本发明的实施例，示出了能带图300。图3示出分别沿间接带隙半导体布里渊区中的[111]方向206和[100]方向208，导带210中电子以及价带220和222中空穴的能量E(k)与导带210中电子或价带(例如价带220和222之一)中空穴的波矢量幅度k的函数色散关系。图3中所示的能带图300也表示诸如Ge或可替代的Si1-xGex合金的间接带隙半导体的能带图。能带图300的纵坐标202是导带210中电子或者价带
220和222中空穴的能量E(k)，能量E(k)是任意单位，但可以是例如eV。能带图300的横坐标204是分别沿布里渊区中的[111]方向206和[100]方向208，导带210中电子或价带(例如，价带220和222之一)中空穴的波矢量幅度k，波矢量幅度k是距离倒数的任意单
8 -1
位，但可以是例如10cm 。

[0025] 进一步参考图3，根据本发明的实施例，能带图300示出布里渊区Γ点导带210底330处的热俄歇电子314与布里渊区Γ点价带(例如价带220和222之一)顶232处的空穴324复合，以通过直接复合340产生光子344，直接复合340源于俄歇跃迁350的上转换部分350a所指示的从L点处的导带210底230被激发到导带210能谷底330以填充位于Γ点布里渊区中心的能态的电子(例如电子312)。图2中示出两个价带220和222：重空穴价带220和轻空穴价带222。在直接复合340中，热俄歇电子314与空穴324复合以产生具有能量hν的光子344，能量hν等于Γ点处的带隙336的能量EΓ1。Γ点处的带隙336的能量EΓ1等于Γ点导带210能谷底330处的热俄歇电子314与价带220和222中任一个的顶232处的空穴324之间的能量差。在直接复合340中能量守恒。类似地，因为空穴
324和热俄歇电子314处于k空间中的相同点处并且具有相同的动量，所以在直接复合340中动量也守恒。由于在热俄歇电子314和空穴324之间的直接复合340中能量和动量都守恒，因此在直接复合340中另一个粒子不调停能量和动量守恒。这样，在直接复合340中发生两个事件：热俄歇电子314出现在布里渊区Γ点导带210底330处，以及空穴324出现在布里渊区Γ点价带(例如价带220和222之一)顶232处。两个事件同时发生的概率是每个事件发生概率的乘积，使得在Γ点导带210能谷底330附近的能态被电子充分填充的情况下，诸如Ge或可替代的Si1-xGex合金的间接带隙半导体中Γ点处以带隙336能量EΓ1进行直接复合340的辐射复合率可以高于以上在图2的讨论中所描述的间接复合240中三个事件同时发生的概率。为了使间接带隙半导体中Γ点处直接复合340的辐射复合率接近于诸如GaAs的直接带隙半导体中直接跃迁的辐射复合率，通过本发明的实施例来增加Γ点导带210能谷底330处的电子对能态的占据，这由多个电子(示为“黑点”)表示。俄歇上转换过程的能带图间接表明了当满足条件EΓ1-Eg﹤Eg时，通过辐射复合产生光。

[0026] 进一步参考图3，本发明的实施例通过由SiGe QW LED(例如接下来在图4A和图4B中描述的SiGe QW LED120)结构中的俄歇复合产生热电子，来增加Γ点导带210能谷底
330处电子对能态的占据。热电子能够通过使SiGeQW LED120正向偏置而产生。然后热电子可以填充导带210中的高能态，尤其是位于Γ点导带210能谷底330处的高能态。根据本发明的实施例，俄歇跃迁是导带最小值的电子316和价带最大值的空穴322之间的无辐射跃迁，其产生这些热电子，例如具有占据Γ点导带210能谷底330处的能态的能量和动量的热俄歇电子314。例如，俄歇跃迁350的上转换部分350a，即电子312从L点导带210底230到达位于Γ点导带210能谷底330处的高能态成为热俄歇电子314，通过俄歇跃迁
350而发生。俄歇跃迁350的复合部分350b伴随上复合部分350a而发生，并且为导带210底230处的热俄歇电子314提供增加的动能。当Γ点导带210底330处的能级与L点导带210底230处的能级之差(EΓ1-Eg)小于L点导带210底230处的能级与价带(例如，重空穴价带220)顶232处的能级之差(带隙234的能量Eg)时，俄歇跃迁350的上转换部分350a发生。因此，能带边缘的相对位置满足条件EΓ1-Eg

[0027] 现在参考图4A，根据本发明的实施例，示出SiGe QW LED120的截面正视图400A。图4A示出SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420、n型掺杂部分430的功能性布置。图4A还示出包括载流子限制区的QW部分420的细节，载流子限制区被配置为在SiGe QW LED120正向偏置时，促使使用电子314和空穴324的直接复合所产生的光344发射来发光。SiGe QW LED120包括多个部分，多个部分包括间接带隙半导体的p型掺杂部分
410、间接带隙半导体的QW部分420以及间接带隙半导体的n型掺杂部分430。间接带隙半导体包括SiGe。QW部分420被设置在p型掺杂部分410和n型掺杂部分430之间，并且与p型掺杂部分410形成结414，与n型掺杂部分430形成结434。在本发明的实施例中，QW部分420包括载流子限制区，载流子限制区被配置为促使使用电子314和被限制在载流子限制区内的空穴324的直接复合340所产生的光344发射来发光。在本发明的实施例中，p型掺杂部分410包括Si1-xGex的第一合金；并且n型掺杂部分430包括Si1-xGex的第二合金。在本发明的实施例中，第一合金和第二合金的组分相同，作为示例但不限于此，因为第一合金和第二合金相互不同的组分也在本发明实施例的精神和范围内；如果第一合金和第二合金的组分相同，那么x可以等于大约0.4，使得第一合金和第二合金的合金组分由化学式Si0.6Ge0.4给出，作为示例但不限于此。如图4A所示，在本发明的另一个实施例中，p型掺
17 -3 18 -3 +
杂部分410被简并掺杂有空穴载流子浓度p等于大约5×10 cm 至5×10 cm 之间的p
17 -3 +
型材料，并且n型掺杂部分430被简并掺杂有电子载流子浓度n等于大约1×10 cm 的n型材料，作为示例但不限于此。

[0028] 进一步参考图4A，根据本发明的实施例，SiGe QW LED120的QW部分420包括第一QW部分420a、第二QW部分420b和第三QW部分420c。根据本发明的实施例，第二QW部分420b被设置在第一QW部分420a和第三QW部分420c之间。第二QW部分420b与第一QW部分420a形成结420a-1，并且与第三QW部分420c形成结420c-1。在本发明的一个实施例中，第二QW部分420b包括载流子限制区。在本发明的另一个实施例中，第一QW部分420a包括Si1-xGex的第三合金，第二QW部分420b包括Si1-xGex的第四合金，并且第三QW部分420c包括Si1-xGex的第五合金。在本发明的一个实施例中，第三合金和第五合金的组分是相同的，作为示例但不限于此，因为第三合金和第五合金的相互不同的组分也在本发明实施例的精神和范围内；如果第三合金和第五合金的组分是相同的，那么x可以等于大约0.4，使得第三合金和第五合金的合金组分由化学式Si0.6Ge0.4给出，作为示例但不限于此。如图4A所示，在本发明的另一个实施例中，第一QW部分420a是n型掺杂材料，并且第三QW部分420c是n型掺杂材料。在本发明的一个实施例中，第四合金的组分由x等于大约0.5给出，使得第四合金的合金组分由化学式Si0.5Ge0.5给出。在本发明的实施例中，第四Si1-xGex合金的组分可以被调节为在第四Si1-xGex合金的Γ点处提供用于产生波长在大约850纳米(nm)至大约1550nm之间的光344的带隙336能量EΓ1。在本发明的另一个实施例中，第四Si1-xGex合金的组分可以被调节为产生波长为大约850nm的光344。

[0029] 进一步参考图4A，根据本发明的实施例，如图4A所示，第二QW部分420b被轻掺杂16 -3
有在无偏置状态下电子载流子浓度n等于大约1×10 cm 的n’型材料。第二QW部分420b与第一和第三QW部分420a和420c之间的组分差异产生了仅仅针对空穴的势阱，并且通过局部电中性条件提供电子限制。因此，电子不会像空穴一样被限制在第二QW部分420b中的“阱”中，而是被局部电中性条件限制，使得QW部分420被称为本领域术语“Ⅱ型异质结”。
在本发明的实施例中，包括QW部分420的Ⅱ型异质结的SiGe QW LED120的总体结构由化+ +
学式p-Si0.6Ge0.4/n-Si0.6Ge0.4/n'-Si1-xGex/n-Si0.6Ge0.4/n-Si0.6Ge0.4给出。在本发明的实施例中，第二QW部分420b的组分由Si1-xGex给出，其中x大约等于0.5。在本发明的实施例中，第二QW部分420b具有在大约30nm至大约50nm之间的宽度406；第一QW部分420a的宽度405大约为100nm；并且第三QW部分420c的宽度407为大约100nm，作为示例但不限于此。在本发明的另一个实施例中，第一QW部分420a的宽度405和第三QW部分420c的-6
宽度407与耗尽长度lD相当或略小于耗尽长度lD，其中耗尽长度lD等于大约8×10 cm至大约0.1微米(μm)之间。

[0030] 进一步参考图4A，根据本发明的实施例，SiGe QW LED120可以进一步包括发光增强结构440，其可以被设置在电子活性部分的一侧432上，其中电子活性部分包括SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420和n型掺杂部分430。在本发明的一个实施例中，发光增强结构440包括与QW部分420联接的薄膜金属层；如先前在图3的讨论中所描述的，发光增强结构440被配置为通过出现在金属层中的表面等离子体振子(未示出)的作用，而促使电子314和被限制在载流子限制区内的空穴324直接复合340。在本发明的一个实施例中，薄膜金属层可以包括银。在本发明的其它实施例中，薄膜金属层可以包括金。在本发明的另一个实施例中，薄膜金属层包括从银、金、铝和铜所组成的组中选择的金属。在本发明的其它实施例中，发光增强结构440可以包括多种结构中的任一种，这将在图5A-5D的讨论中进行后续描述。具体来说，在本发明的一个实施例中，发光增强结构440包括具有腔结构部分(未示出)的至少一个薄膜金属层。例如与发光增强结构440类似的第二发光增强结构可以被设置在电子活性部分的相对侧412上，其中电子活性部分包括SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420和n型掺杂部分430。根据本发明的实施例，包括具有腔结构部分的至少一个薄膜金属层的发光增强结构440可以进一步包括多种结构中的任一种，这将在图5A-5D的讨论中进行后续描述，作为示例但不限于此。

[0031] 进一步参考图4A，根据本发明的实施例，SiGe QW LED120可以进一步包括光收集器450。在本发明的实施例中，光收集器450与发光增强结构光学耦合，并且被配置为收集所发射的光454。可替代地，本发明的其它实施例中，在没有发光增强结构440介于光收集器450和电子活性部分的侧面432之间，并且光收集器450被设置在电子活性部分的侧面432上并与侧面432相接触的情况下，与发光增强结构440类似的发光增强结构可以被设置在电子活性部分的相对侧412上，其中电子活性部分包括SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420和n型掺杂部分430；在这种情况下，发光增强结构还可以充当将SiGe QW LED120发射的光反射到设置在电子活性部分的侧面432上并与侧面432相接触的光收集器450的镜面。并且，根据本发明的实施例，尽管在图4A中SiGe QW LED120被示出为多个部分从左至右被水平层叠的布置，但这是作为示例而并不限于此，因为多个部分从底到顶被垂直堆叠在单片衬底的顶上的布置也可以用于与单片IC(例如IC110)集成的SiGe QW LED，并且也处于本发明实施例的精神和范围内。例如但不限于此，在本发明的一个实施例中，p型掺杂部分410可以被设置在单片衬底上，剩余的层以图4A示出的顺序从左至右层叠在p型掺杂部分410上，光收集器450被设置在该层叠结构的顶上。作为示例但不限于此，在本发明的另一个实施例中，发光增强结构可以被设置在单片衬底上，除发光增强结构440之外的剩余层从设置在发光增强结构上的p型掺杂部分410开始以图4A示出的顺序从左至右层叠，光收集器450被设置在该层叠结构的顶上。可替代地，作为另一示例但并不限于此，在本发明的另一个实施例中，光收集器可以被设置在单片衬底上，除光收集器450之外的剩余层从设置在光收集器上的p型掺杂部分410开始以图4A示出的顺序从左至右层叠，发光增强结构440设置在该层叠结构的顶上。可替代地，作为另一示例但不限于此，根据本发明的另一个实施例，光收集器可以被设置在单片衬底上，发光增强结构被设置在光收集器上，并且除发光增强结构440和光收集器450之外的剩余层从设置在发光增强结构上的p型掺杂部分410开始以图4A示出的顺序从左至右层叠，n型掺杂部分430设置在该层叠结构的顶上。其他布置，包括SiGe QW LED120的各部分的各种其他排列，也在本发明实施例的精神和范围内。例如，作为另一个示例但不限于此，在本发明的其它实施例中，上面刚描述的本发明实施例中的SiGe QW LED120的结构可以首先从设置在单片衬底上或可替代地设置在光收集器上或可替代地设置在发光增强结构上的n型掺杂部分430开始但是以图
4A所示的顺序从右至左布置。

[0032] 进一步参考图4A，根据本发明的实施例，通过在图4A中以电池表示并且具有电压V492的外部电压源490向SiGe QW LED120施加正向偏压V492。电压源490使电流I488在由导线484和486提供的通过SiGe QW LED120的电路中流动，导线484和486分别在触点480和482处与p型掺杂部分410和n型掺杂部分430相接触。在本发明的一个实施例中，总电流I488大约等于10毫安(mA)；电压V492大约等于1伏特(V)，使得总功率Wtot大约等于10毫瓦(mW)。在本发明的另一个实施例中，SiGe QW LED120的载流面积S大约等-7 2于3μm×3μm，或者大约等于1×10 cm，使得对于上面给出的电压V492和电流I488，电流
5 2
密度J大约等于1×10A/cm。p型掺杂部分410中的多数载流子是空穴(空穴416是其示例)，当向SiGe QW LED120施加电压V492时，空穴以p型掺杂部分410中的空穴电流418流向电压源490的负极端子。类似地，n型掺杂部分430中的多数载流子是电子(电子436是其示例)，当向SiGe QW LED120施加电压V492时，电子以n型掺杂部分430中的电子电流438流向电压源490的正极端子。当向SiGeQW LED120施加足够高的电压V492时，结
414处势垒电势的电场可以被减弱，使得p型掺杂部分410可以向SiGe QW LED120的QW部分420中提供空穴(空穴416是其示例)注入源，接下来将进行更详细的描述。

[0033] 现在参考图4B，根据本发明的实施例，示出图4A的SiGe QW LED120的截面正视图400B。图4B示出能带图，该能带图示出注入的空穴416在SiGeQW LED120的QW部分420的载流子限制区中的积聚428，以及热俄歇电子314通过俄歇跃迁350在布里渊区Γ点导带
210底330处的产生，如先前在图3的讨论中所述。图4B还示出后续经由图3的过程的直接复合340以及被配置为通过表面等离子体振子的作用而促使电子314和被限制在QW部分420的载流子限制区内的空穴324直接复合340的发光增强结构440。在图4B的讨论中，由上述图1-4A中相同的附图标记表示的相同的部件如以上所述，并且从接下来图4B的描述中省略重复的描述，以利于清楚地解释SiGeQW LED120的结构的能带图和在能带图中所示的过程的关系。作为示例但不限于此，SiGe QW LED120的能带图示出：在能量Ec处的导带最小值、在能量Ev处的价带最大值以及费米能量Ef。

[0034] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，在SiGe QW LED120的未偏置状态下，即在SiGe QW LED120没有电压源490所施加的偏压V492的状态下，能量Ec处的导带最小值和能量Ev处的价带最大值被设置在SiGe QW LED120内由粗实线表示的能级上。具体来说，在p型掺杂部分410和QW部分420之间的结414的附近区域中存在相当高的势垒电势，其由导带最小值和价带最大值的倾斜实线部分表示在图4B的左侧。在SiGe QW LED120的偏置状态下，即在SiGe QW LED120具有电压源490所施加的偏压V492的状态下，导带最小值和价带最大值被设置在SiGe QW LED120内由从右至左直到QW部分420的左侧部分的粗实线表示的能级上，从QW部分420的左侧部分开始由粗虚线表示的这些能级延伸至图4B的左侧并终止于p型掺杂部分410中SiGe QW LED120的侧面412处。SiGe QW LED120内的能带结构的细节，诸如导带最小值和价带最大值的结构的能带弯曲和其它改变，而且未示出费米能级Ef的能带弯曲和改变，以使图4B不过分的复杂。具体来说，为了将注意力集中在与讨论有关的细节上，p型掺杂部分410中的导带最小值和价带最大值被示出为降低由施加的偏压V492所产生的总量qV，使得p型掺杂部分410和n型掺杂部分420之间的结414的附近区域中的势垒电势降低，如在图4B的左侧由导带最小值和价带最大值的倾斜虚线部分所示。

[0035] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，在SiGe QW LED120的未偏置状态下，费米能级Ef被设置在SiGe QW LED120内由从SiGe QW LED120的一侧432延伸到另一侧412的水平虚线所表示的能级处。在本发明的一个实施例中，作为示例但不限于此，在SiGe QW LED120的n型掺杂部分430中，费米能级Ef位于能量Ec处导带最小值的上方，这与n型掺+杂部分430被简并掺杂有n型材料的本发明实施例一致。在本发明的另一个实施例中，作为示例但不限于此，在SiGe QW LED120的p型掺杂部分410中，费米能级Ef位于能量Ev处+
价带最大值的下方，这与p型掺杂部分410被简并掺杂有p型材料的本发明实施例一致。
本发明的另一个实施例中，在SiGe QW LED120的偏置状态下，费米能级Ef在p型掺杂部分
410中相对于在n型掺杂部分430中降低由施加的偏压V492所产生的总量qV，降低至由从p型掺杂部分410中部延伸至SiGe QW LED120侧面412的水平虚线所表示的正向偏置费米能级Effb；在QW部分420和n型掺杂部分430中，在SiGe QW LED120的偏置状态下，费米能级Ef被示出为不受所施加的偏压V492的影响，并且在结414附近区域中p型掺杂部分410的剩余部分中，费米能级根本未示出从而使讨论不过分复杂。

[0036] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，QW部分420包括由设置在第一QW部分420a和第三QW部分420c之间的第二QW部分420b形成的载流子限制区。如先前在图4A的讨论中所述，根据本发明的实施例，载流子限制区由第二QW部分420b与第一QW部分420a和第三QW部分420c之间的组分差异而产生，该组分差异产生仅仅针对空穴的势阱；载流子限制区在图4B的能带图中被示为价带最大值提升阱深Δ，其在第二QW部分420b与第一QW部分420a和第三QW部分420c之间的结420a-1和420c-1所提供QW的两侧之间的第二QW部分420b中，使价带最大值的顶向导带最小值移动。由于空穴能量随着价带最大值往下的深度增大而增加，因此价带最大值的提升提供了较低空穴能量的局部阱，空穴可以被限制在其中，这为使用本领域术语“量子阱”提供了潜在原因。如先前在图4A的讨论中所述，QW部分420的Ⅱ型异质结由化学式n-Si0.6Ge0.4/n'-Si1-xGex/n-Si0.6Ge0.4给出，其将空穴限制在载流子限制区内，但是导带最小值的QW不存在，这由横跨第二QW部分420b与第一QW部分420a和第三QW部分420c之间的结420a-1和420c-1的第二QW部分420的平坦导带最小值表示出，原因在于电子限制由局部电中性条件所提供。对于本发明的一个实施例，第二QW部分420b的组分由Si1-xGex给出，这里x大约等于0.6，这提供了空穴阱深Δ，使得阱深Δ大约等于100meV到150meV之间。在本发明的实施例中，对于包括载流子限制区的第二QW部分420b的宽度406，等于大约30nm至大约50nm之间，QW部分420的限制区中空穴的限制能量ΔE等于大约2meV至大约3meV之间，ΔE远低于大约等于100meV至150meV之间的阱深Δ。

[0037] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，接下来描述SiGe QW LED120的具体工作。在本发明的实施例中，施加在p型掺杂部分410和n型掺杂部分430之间的偏压V492，产生以空穴电流418从p型掺杂部分410到横跨结414的QW部分420的空穴(空穴416是其示例)注入，以及以电子电流438从n型掺杂部分430到横跨结434的QW部分420的电子(电子436是其示例)注入。从p型掺杂部分410注入到QW部分420中的空穴(空穴426是其示例)，被驱动越过电压V492的施加所产生的势垒电势，并且通过QW的载流子限制区中的积聚428而落在QW的侧面上。相应地，从n型掺杂部分430注入QW部分420中的电子(空穴422是其示例)，通过积聚424经由电压V492的施加向QW的载流子限制区驱动，这响应于载流子限制区中的电中性所强加的条件而发生。因此，根据本发明的实施例，当以正向偏置条件偏置时，SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420和n型掺杂部分
430被配置为产生注入的空穴426在载流子限制区中的积聚。根据本发明的实施例，QW部
20 -3
分420的载流子限制区中的最大空穴浓度pQW等于大约1×10 cm 。

[0038] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，限制在载流子限制区中的空穴(空穴322是其示例)然后在包括上转换部分350a和复合部分350b的俄歇跃迁350中与电子(电子316是其示例)复合，以通过积聚在载流子限制区中的电子(电子312是其示例)的上转换部分350a，在导带的Γ点处产生热俄歇电子314。俄歇跃迁350的复合部分350b伴随上转换部分350a，并且为导带210底230处的热俄歇电子314提供增加的动能。为了简化讨论，这里将俄歇跃迁350示为包括单独的上转换部分350a和单独的复合部分350b，但事实上这两部分在量子机制上不可分离地互相作用。因此，根据本发明的实施例，SiGe QW LED120的p型掺杂部分410、QW部分420以及n型掺杂部分430被配置为促使QW部分420的载流子限制区中俄歇跃迁350的复合，并且促使在Γ点处产生用于电子314和被限制在载流子限制区内的空穴324的直接复合340的载流子以产生光344。根据本发明的实施例，-10俄歇复合时间τA大约等于4×10 秒(s)。

[0039] 进一步参考图4B，根据本发明的实施例，SiGe合金的组分可以被调节为在SiGe合金的Γ点处提供用于产生波长在大约850nm至大约1550nm之间的光344的具有能量EΓ1的带隙(例如，带隙336)。具体来说，SiGe合金的组分可以被调节为产生波长为大约850nm的光344。SiGe QW LED120可以进一步包括用于从SiGe QW LED120的发光增强结构440收集光子并且与发光增强结构440光学耦和的光收集器450。根据本发明的实施例，光收集器450可以包括光调制器部分(例如类似于光调制器130)。可替代地，光收集器450可以通过可由发光增强结构440提供的光栅与光调制器(例如类似于光调制器130)光学耦合。图4B中还示出了穿过发光增强结构的剖切面5A-5A；发光增强结构440可以包括多种结构中的任一种，这将在剖切面5A-5A所提供的平面图的帮助下，在图5A-5D的讨论中进行后续描述。

[0040] 现在参考图5A-5C，根据本发明的其它实施例，示出发光增强结构440的各种示例的、通过图4B的平面迹线5A-5A的截面平面图500A、500B和500C。根据本发明的实施例，发光增强结构440进一步包括从薄膜金属层510、薄膜金属层520、薄膜金属层530以及先前在图4A的讨论中所述的包括腔结构部分的至少一个薄膜金属层所组成的组中选择的结构，其中薄膜金属层510以二维的多个514孔(其中一示例是孔514a)被图案化，薄膜金属层520以多条524一维的金属线(其中一示例是金属线524a-1)的形式被图案化，薄膜金属层530以多条534波纹(其中一示例是波纹534a)的形式被图案化。如图5A所示，在本发明的一个实施例中，发光增强结构440包括以二维的多个514孔(其中一示例是孔514a)被图案化的薄膜金属层510。如图5B所示，在本发明的另一个实施例中，发光增强结构包括以多条524一维金属线(其中一示例是金属线524a-1)的形式被图案化的薄膜金属层520；金属线由薄膜金属层520中的间隙(其中一示例是间隙524a-2)相互隔开。在本发明的另一个实施例中，金属线524a-1可以包括由间隙524a-2而与薄膜金属层520的另一个条纹隔开的薄膜金属层520条纹。如图5C所示，在本发明的另一个实施例中，发光增强结构440包括以多条534波纹(其中一示例是波纹534a)的形式被图案化的薄膜金属层530；波纹
534a包括第一部分534a-1和第二部分534a-2。图4C中还示出通过发光增强结构440的剖切面5D-5D，其提供图5C的发光增强结构440的结构的截面正视图，接下来对其进行描述。

[0041] 现在参考图5D，在本发明的实施例中，示出发光增强结构440的通过图5C的平面迹线5D-5D的截面的截面正视图500D；第一部分534a-1和第二部分534a-2在波纹534a的尖端534a-3处接合；并且相邻的波纹可以在波谷(其中一示例是波谷534a-4)处接合。在本发明的实施例中，如图5D所示，薄膜金属层530可以被设置在SiGe QW LED120的n型掺杂部分430上，n型掺杂部分430具有起伏的表面形状，作为示例但不限于此，该起伏的表面形状提供用于生长薄膜金属层530的模板，该模板被复制在发光增强结构440的波纹结构中。

[0042] 进一步参考图5A-5D，根据本发明的实施例，SiGe QW LED120所消耗的总功率Wtot由Wtot＝IV给出，这里V是电压492，并且I是施加至SiGe QW LED120的电流488；对于V＝1V和I＝10mA，总功率Wtot＝10mW。根据本发明的实施例，忽略以上所述的发光增强结构440的影响，SiGe QW LED120所辐射的辐射功率Wrad由Wrad＝ηWtot给出，这里η是内-3 -3部辐射效率；对于Wtot＝10mW和η＝1×10 ，辐射功率Wrad＝1×10 W。内部辐射效率由给出，这里νrad是辐射复合率，并且相应地，τrad
是辐射复合的跃迁时间；ν12是非辐射复合率，并且相应地，τ12是非辐射复合的跃迁时间。

[0043] 进一步参考图5A-5D，根据本发明的实施例，辐射效率的巨大增加能够使用发光增强结构440通过出现在发光增强结构440的金属层中的表面等离子体振子的作用而获得。因为对于以上所述的没有发光增强结构440辅助的本发明实施例，内部辐射效率η较小，-3
η＝1×10 ，所以内部辐射效率η可以通过将发射器耦合至包括第二QW部分420b内的载流子限制区的发光区附近的表面等离子体振子而显著增加。与金属的接近增加了自发发射；并且与金属中电子振荡或者表面等离子体振子的耦合可以有效地增加辐射率。这个效果已经通过一维光栅、二维波纹银膜以及腔状结构得以证明。因此，对于本发明的实施例，出现了进入表面等离子体振子模式的新的衰退通道，表面等离子体振子辅助的辐射复合效-1 -1
率νSP和对应的表面等离子体振子辅助的辐射复合跃迁时间τSP由νSP＝τSP ＝FPτrad给出，这里FP是普赛尔因子。在本发明的一个实施例中，表面等离子体振子可以通过以上所述的发光增强结构440所提供的光栅而被耦合入辐射模式。由耦合强度κ表征的这一辐射过程，与金属中由表面等离子体振子传播常数虚部βP”所表征的非辐射欧姆损耗相竞争。因此，不管普赛尔因子是多少，增强都受到表面等离子体振子辐射耦合效率与源的初始效率之比的限制。因此，根据本发明的实施例，当内部辐射效率η较小即η＝0.1％时，可以依赖于收集几何通过等离子体振子光栅使辐射效率提高一至两个数量级。在本发明的另一个实施例中，打孔的，或者可替代的，图案化的银薄膜可以被用作发光增强结构440，其还可以提供SiGeQW LED120的上电极，代替如图4A和4B所示与例如n型掺杂部分的直接接触482。例如，在本发明的另一实施例中，银薄膜中的二维孔阵列可以被用作发光增强结构
440；或者可替代地，还可以充当一维光学耦合光栅的一维银线阵列可以被用作发光增强结构440。然而，如果初始效率超过η＝10％，那么由于表面等离子体振子而产生的增强实际上就会消失了。

[0044] 因此，根据本发明的实施例，如果如图4B所示与光调制器(例如类似于光调制器130)光学耦合的光收集器450被单片地集成在SiGe QW LED120上，则SiGe QW LED120可以以连续波机制产生可以被集成调制器(例如类似于光调制器130)以足够用于ICs之间-1
通信的速度进行调制的光。辐射发光应该具有直接跃迁的标准速度，频率τ 大于或等于
3-5千兆赫兹(GHz)。SiGe QW LED120可以被用作能够通过光栅而耦合至相邻的集成调制器(例如环，或可替代的，马赫曾德尔干涉仪)的CW辐射源，用于产生以期望频率被调制的光信号(由图1中光子154表示的被调制的光信号)。另外，SiGe QW LED120的设计可以通过选择合适的材料、电路布局和集成方案针对特定的工作波长(例如850nm)进行优化。
因此，SiGe QW LED120可以提供一种可调谐到期望频率(例如850nm)的CW辐射源；并且基于SiGe QW LED120将会与Si基CMOS技术兼容，并且能够与基于绝缘衬底上的硅(SOI)技术的光调制器和光波导单片集成，以提供用于IC之间的光学互连和通信的光输出驱动器。

[0045] 已为了说明和描述的目的呈现了对本发明具体实施例的以上描述。它们的目的不是使技术详尽或限制在所公开的精确形式上，并且根据以上教导，许多修改和变形是可能的。这里所述的实施例是为了最好地解释该技术的原理和其实际应用而选择和描述的，从而使本领域的其他技术人员能够使用适合于所关心的特定应用的各种修改最好地利用该技术和各种实施例。该技术的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

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