[发明专利]基于氧化锌键合III‑V族和硅混合型激光器结构和方法

权利要求书

1.一种基于氧化锌键合III-V族和硅混合型激光器的方法，其包括：

步骤1：在硅片上制作硅波导；

步骤2：在硅波导一端深刻蚀键合区域，该键合区域沿着所述硅波导一端的方向延伸第一尺寸，垂直于硅波导方向延伸第二尺寸；并在所述键合区域以所述硅波导中心为轴线，两端分别延伸第三尺寸形成键合区域中心平台，将所述键合区域中心平台以外的键合区域刻蚀一定深度的凹槽形成深刻蚀区域；

步骤3：在表面旋涂氧化锌，并加热预定时间后去除溶剂，之后再旋涂光刻胶，光刻曝光后显影去除所述深刻蚀区域的光刻胶，之后腐蚀掉所述深刻蚀区域的氧化锌；

步骤4：在表面旋涂光刻胶，进行光刻曝光后，显影去除深刻蚀区域以外的光刻胶；

步骤5：将III-V族激光器用键合到所述深刻蚀区域，出射端口对准硅波导的入射端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述III-V族激光器是发射中心波长为1310nm的GaAs基InAs量子点激光器或者发射中心波长为1550nm的InP基量子阱激光器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，用于键合的氧化锌是用溶胶-凝胶法合成的，浓度为0.5～1mol/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4中所述深刻蚀区域中保留的光刻胶与凹槽四周边缘存在预定尺寸的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤5中键合温度为150～200摄氏度，键合时间为1～3小时，键合所加轴向压力为2～10N。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤5中键合温度以1℃/min的速度增加到150摄氏度，键合后自然冷却到室温。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤5中端面耦合的对准精度在亚微米量级。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1中所述硅波导采用电感耦合等离子体刻蚀、反应离子刻蚀或者化学湿法刻蚀形成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2中刻蚀凹槽采用硝酸、水和氢氟酸的混合溶液腐蚀硅，接着用氟化氢、氟化铵和双氧水的混合溶液腐蚀二氧化硅而形成。

10.一种利用权利要求1所述的方法键合形成的III-V族和硅混合型激光器结构，其包括：

硅波导；

波导刻蚀区域，其上形成有硅波导；

键合区域中心平台，其位于所述硅波导的一端；

深刻蚀区域，其位于所述键合区域中心平台以硅波导的轴线为中心线的两侧；

光刻胶键合层，其位于所述深刻蚀区域表面；

氧化锌键合层，其位于所述键合区域中心平台表面；

III-V族激光器，其键合在所述深刻蚀区域和键合区域中心平台上。