[发明专利]半导体装置

权利要求书

1.一种至少在光学应用中使用的半导体装置(1)，包括：实质上以光学无源模式可操作的至少一个光学无源组件(2)，以及至少一种光学有源材料(3)，该光学有源材料(3)包括至少一种实质上以光学有源模式可操作的材料，其中：该光学无源组件(2)进一步包括至少一个结晶籽晶层(4)，所述光学有源材料(3)在至少一个所述光学无源组件(2)中提供的预限定结构(5)中外延生长以延伸至所述结晶籽晶层(4)的至少一个上表面(4’)中，所述光学有源材料(3)在所述预限定结构(5)中的缓冲层(3’)之上生长，所述缓冲层(3’)的材料包括具有比所述光学有源材料(3)的带隙更大的材料，并且所述光学无源组件(2)被构成为包括至少一个无源光子结构(6)，其中所述结晶籽晶层(4)包括结晶晶片并且其中所述光学有源材料(3)包括下列项目中的至少一种：III-V材料和II-VI材料，其中所述预限定结构(5)延伸到所述结晶籽晶层(4)中。

2.如权利要求1所述的半导体装置(1)，其中该光学无源组件(2)继在所述预限定结构(5)中生长所述光学有源材料(3)之后被构成为包括所述无源光子结构。

3.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述预限定结构(5)包括相对于光学无源组件(2)形成的电介质孔，所述光学无源组件(2)是在所述预限定结构(5)中生长所述光学有源材料之后构成。

4.如权利要求3所述的半导体装置(1)，其中该电介质孔包括以下所列项目中的至少一种：硅、锗、砷化镓、锑化镓、氮化镓、磷化铟、铟铝砷化物、铟砷磷化物、铟镓磷化物、磷化镓、铟镓砷化物、铟镓砷磷化物、氧化铝、五氧化钽、二氧化铪、二氧化钛、二氧化硅、氮化硅和氧氮化硅。

5.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述预限定结构(5)的宽高比大于1，所述预限定结构(5)的宽高比是所述预限定结构(5)的高度对其宽度/直径的比。

6.如权利要求5所述的半导体装置(1)，其中所述预限定结构(5)的宽高比大于3。

7.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述光学有源材料(3)被实施为包括以下所列项目中的一项的发光结构：激光器、发光二极管、超级发光二极管以及半导体光学放大器。

8.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述预限定结构(5)是沟槽、孔或其组合。

9.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述预限定结构(5)的至少一个结构特征被选择从而培育所述光学有源材料(3)的希望的外延生长。

10.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中该预限定结构(5)在所述光学无源组件的给定位置提供。

11.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述光学有源材料(3)包括晶体、多晶或非晶材料。

12.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述光子结构(6)包括至少一个光波导(6”)。

13.如权利要求1或2所述的半导体装置(1)，其中所述光学有源材料(3)具有实质上与光子结构(6)的透射范围匹配的发射波长。

14.如权利要求13所述的半导体装置(1)，其中所述结晶籽晶层(4)包括以下所列项目中的至少一项：硅、锗、硅锗、III-V化合物半导体、结晶氧化物以及钛酸锶钡。

15.如权利要求14所述的半导体装置(1)，包括至少一个垂直腔表面发射激光器(40)，该垂直腔表面发射激光器(40)通过该光学有源材料(3)的交替层(40’、40”)实施。