硅基外延量子点激光器及掺杂调控方面取得重要研究进展-德赢Vwin官网网

硅基光电子集成芯片以成熟稳定的CMOS工艺为基础，将传统光学系统所需的巨量功能器件高密度集成在同一芯片上，极大提升芯片的信息传输和处理能力，可广泛应用于超大数据中心、5G/6G、物联网、超级计算机、人工智能等新兴领域。由于硅（Si）材料发光效率低，因此将发光效率高的III-V族半导体材料如砷化镓（GaAs）外延在CMOS兼容Si基衬底上，并外延和制备激光器被公认为最优的片上光源方案。由于Si与GaAs材料间存在大的晶格失配、极性失配和热膨胀系数失配等问题，在与CMOS兼容的无偏角Si衬底上研制高性能硅基外延激光器需解决一系列关键的科学与技术难点。
近期，半导体所材料科学重点实验室杨涛-杨晓光团队在硅基外延量子点激光器及其掺杂调控方面取得重要研究进展。该团队采用分子束外延技术，在缓冲层总厚度2700nm条件下，将硅基GaAs材料缺陷密度降低至106cm-2量级。采用叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区，并首次提出和将“p型调制掺杂+直接Si掺杂”的分域双掺杂调控技术应用于有源区，研制出可高温工作的低功耗片上光源。室温下，该器件连续输出功率超过70mW，阈值电流比同结构仅p型掺杂激光器降低30%。该器件最高连续工作温度超过115°C，为目前公开报道中与CMOS兼容的无偏角硅基直接外延激光器的最高值。上述技术与结果为实现超低功耗、高温度稳定的高密度硅基光电子集成芯片提供了关键方案和核心光源。

本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。

图1硅基外延量子点激光器结构示意及器件前腔面的扫描电子显微图像。

图2采用双掺杂调控的器件与参比器件在不同工作温度下的连续输出P-I曲线，插图为双掺杂调控激光器在115℃、175mA连续电流下的光谱。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

芯片

芯片

+关注

关注
455

文章
50711

浏览量
423104
激光器

激光器

+关注

关注
17

文章
2514

浏览量
60330
硅基

硅基

+关注

关注
0

文章
57

浏览量
15672

原文标题：半导体所在硅基外延量子点激光器研究方面取得重要进展

文章出处：【微信号：bdtdsj，微信公众号：中科院半导体所】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

太赫兹量子级联激光器等THz源的工作原理及其研究进展

等优点。本文简单介绍了THz量子级联激光器、负有效质量振荡器以及半导体超晶格振荡器等THz源的工作原理及其研究进展等。

发表于 05-28 07:12

氮化镓激光器的技术难点和发展过程

InGaN/GaN多量子阱、如何减少内部光损耗以及如何增加空穴注入效率？　　InGaN/GaN多量子阱作为GaN基激光器的有源区，其生长质量对于激光

发表于 11-27 16:32

半导体量子点激光器研究进展

摘　要　　首先简要地回顾了半导体激光器发展的历史和量子点激光器所特有的优异性能,进而介绍半导体量子点

发表于 11-27 01:25 •29次下载

量子点激光器的性能及其研究进展

量子点激光器的性能与量子阶激光器或量于线激光器相比，具有更低的阂值电流密度，更高的特征温度和更高

发表于 10-31 11:31 •10次下载

日本推出硅基砷化镓量子点激光器 可实现1.3微米激射波长

该团队希望优化生长工艺，特别是种子层，以提高激光器的性能。此次生长的硅基量子点激光器具有砷化镓缓

发表于 07-16 17:49 •6615次阅读

量子阱激光器取得重要进展,可用于天基卫星载激光雷达

该激光器为天基卫星载激光雷达（LiDAR）系统和气体检测系统提供了有竞争力的光源器件。

发表于 04-10 14:50 •3663次阅读

高功率克尔透镜锁模掺镱全固态激光器研究进展

高功率克尔透镜锁模掺镱全固态激光器研究进展

发表于 11-04 15:56 •1次下载

中红外激光器研究进展

相干辐射源始终都是科研与应用领域的研究重点与热点。目前中红外激光器种类有很多，根据不同的产生原理，中红外激光器主要分为化学激光器、气体激光器

发表于 07-22 09:13 •2228次阅读

硅基外延量子点激光器及其掺杂调控方面获得重要进展

硅基光电子集成芯片以工艺成熟、集成度高、低成本的CMOS工艺为基础，将传统光学系统所需的巨量功能器件高密度集成在同一芯片上，提升芯片的信息传输和处理能力，可广泛应用于超大数据中心、5G、物联网、超级计算机、人工智能等新兴领域。

发表于 06-27 11:13 •281次阅读

中红外带间级联激光器的研究进展

近日，睿创研究院及睿创光子团队在中红外带间级联激光器(Interband cascade laser，ICL)的研究取得重要

发表于 12-06 10:18 •602次阅读

上海微系统所在硅基磷化铟异质集成片上光源方面取得重要进展

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所异质集成XOI团队，在通讯波段硅基磷化铟异质集成激光器方面取得

发表于 03-15 09:44 •783次阅读

半导体所量子点异质外延研究取得重要进展

具有重要应用价值。半导体量子点材料的制备和以其为基础的新型信息器件是信息科技前沿研究的热点。近期，在中国科学院半导体研究所王占国院士的指导

发表于 06-14 16:04 •428次阅读

半导体量子点材料制备取得重要进展

信息器件是信息科技前沿研究的热点。近期，在中国科学院半导体研究所王占国院士的指导下，刘峰奇研究员团队等在量子点异质

发表于 06-16 17:23 •1.1w次阅读

用于单片集成的硅基外延Ⅲ-Ⅴ族量子阱和量子点激光器研究

系统等领域。除硅基激光器外，硅基光探测器、硅

发表于 10-24 17:26 •370次阅读

半导体研究所在量子点异质外延技术上取得重大突破

材料的制备和以其为基础的新型信息器件是信息科技前沿研究的热点。近期，在中国科学院半导体研究所王占国院士的指导下，刘峰奇研究员团队等在量子点

发表于 11-13 09:31 •226次阅读