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申请/专利权人：湖北理工学院

摘要：本发明公开了一种单片集成硅基III‑V族多波长激光器及制备方法，制备方法包括用SOI衬底的顶层硅层制备叉形耦合器和合波器，制备第一二氧化硅层，在第一二氧化硅层和SOI衬底的掩埋氧化层中制备矩形沟槽阵列，在矩形沟槽底部的SOI衬底的衬底硅层中制备V形硅沟槽，在V形硅沟槽和矩形沟槽内外延生长III‑V族亚微米线，制备N电极和P电极，制备高反射率的DBR光栅和低反射率的DBR光栅。本发明为硅上单片集成III‑V族多波长激光器提供了电注入方案和光耦合方案，有利于实现硅基光电子芯片的大规模单片集成。

主权项：1.一种单片集成硅基III-V族多波长激光器，包括设置在同一SOI基板上的N电极区，P电极和反射光栅区以及硅光器件区；所述N电极区远离硅光器件区，所述P电极和反射光栅区在N电极区和硅光器件区中间；所述硅光器件区包括叉形耦合器阵列和合波器，所述叉形耦合器阵列包含多个呈陈列间隔设置的叉形耦合器；所述P电极和反射光栅区包括多条平行设置的III-V族亚微米线，所述III-V族亚微米线的数量与叉形耦合器数量相同且位置一一对应设置；III-V族亚微米线的一端延伸至N电极区，III-V族亚微米线的另一端延伸至叉形耦合器的两个叉臂之间；III-V族亚微米线宽度小于1μm，III-V族亚微米线长度在10μm~500μm之间；所述N电极区包括SOI衬底的衬底硅层、N型缓冲层、N电极金属和P电极金属，所述N电极金属在SOI衬底的衬底硅层和N型缓冲层上，所述P电极金属在N电极金属上；所述P电极和反射光栅区还包括高反射率的DBR光栅、低反射率的DBR光栅、P电极金属、SOI衬底的掩埋氧化层、第一二氧化硅层和第二二氧化硅层，所述高反射率的DBR光栅在所述P电极金属左侧，在所述N电极区右侧，所述低反射率的DBR光栅在P电极金属右侧，所述P电极金属在所述III-V族亚微米线和第一二氧化硅层的上表面，所述III-V族亚微米线被所述SOI衬底的衬底硅层、SOI衬底的掩埋氧化层、第一二氧化硅层和第二二氧化硅层包围；所述第二二氧化硅层远离SOI衬底的衬底硅层，SOI衬底的衬底硅层在最底层，SOI衬底的衬底硅层上是SOI衬底的掩埋氧化层，SOI衬底的掩埋氧化层上是第一二氧化硅层，第一二氧化硅层上是第二二氧化硅层；所述硅光器件区还包括第二二氧化硅层、第一二氧化硅层、SOI衬底的掩埋氧化层和SOI衬底的衬底硅层，所述第二二氧化硅层远离SOI衬底的衬底硅层，第二二氧化硅层下依次为第一二氧化硅层、叉形耦合器阵列和合波器、SOI衬底的掩埋氧化层和SOI衬底的衬底硅层，所述叉形耦合器阵列和合波器设置在SOI衬底的掩埋氧化层和第一二氧化硅层中间；一个所述P电极和反射光栅区中的P电极金属对应一个高反射率的DBR光栅和一个低反射率的DBR光栅，并且位于同一水平线上，每个P电极金属与所述叉形耦合器阵列中的每个叉形耦合器一一对应。

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