[发明专利]具有侧向有源区的电光器件

说明书

本公开的实施例涉及侧向电流注入电光器件。该器件包括具有沿堆叠方向z堆叠的III‑V族半导体增益材料的堆叠的有源区。有源区可以形成为具有多个侧表面部分的板坯，每个侧表面部分平行于堆叠方向z延伸。该装置还包括两个成对的元件，其包括：一对III‑V族半导体材料的掺杂层对(n掺杂层和p掺杂层)；以及一对侧向波导芯。这两对元件可以在板坯的相对侧上两两地侧向布置。这些元件明显地邻接板坯的侧表面部分中的相应部分，以便这些元件通过板坯彼此分离。本公开可以进一步涉及相关的硅光子器件和制造方法。

背景技术

本公开一般涉及侧向(lateral)电流注入电光器件领域，并且更具体地涉及包括这样的器件的硅光子芯片。电光器件可以特别地包括边缘发射激光器器件、光检测器和半导体光放大器。

发明内容

本公开的实施例包括作为侧向电流注入电光器件、硅光子芯片和用于制造电光器件的方法。该器件包括有源区，具有沿着堆叠方向z堆叠的III-V族半导体增益材料的堆叠。有源区形成为具有若干侧表面部分的板坯(Slab)(例如，片、块等)，每个侧表面部分平行于堆叠方向z延伸。所述器件还包括两个成对的元件，其包括：一对III-V族半导体材料的掺杂层(即n掺杂层和p掺杂层)；以及一对侧向波导芯。两对元件两两侧向布置在所述板坯的相对侧上，所述元件明显邻接所述板坯的相应侧表面部分，通过所述板坯将这些元件彼此分开。

上述发明内容并非旨在描述本公开的每个所示实施例或每种实施方式。现在将通过非限制性实例且参考附图来描述体现本发明的器件和制造方法。

附图说明

图1描绘了根据本公开实施例的侧向电流注入电光器件的俯视图。

图2A和2B描绘了根据本公开的实施例的图1的器件的所选部件的3D视图。

图3描绘了根据本公开的实施例的包括侧向电流注入激光器器件的硅光子芯片的2D截面视图(局部)。

图4描绘了根据本公开的实施例的硅光子芯片的3D视图(局部)，该硅光子芯片包括在顶部具有射频金属接触垫(pad)的侧向电流注入激光器器件。

图5描绘了根据本公开的实施例的图4的变型的3D视图(局部)，其中激光器器件可以被配置为环形腔。

图6描绘了根据本公开的实施例的具有三级锥形的侧向波导芯的俯视图和侧视图，该三级锥形用于与下面的硅波导芯光耦合。

图7描绘了根据本公开的实施例的硅光子芯片的2D截面图，其示出了与其他电路元件共同集成的电光元件。

虽然本文所述的实施例可具有各种修改和替代形式，但其细节已在附图中以实例的方式示出并将详细描述。然而，应当理解，所描述的特定实施例不应被理解为限制性的。相反，本发明覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等效和替换。

具体实施方式

本公开的方面一般涉及侧向电流注入电光器件领域，并且更具体地涉及包括这样的器件的硅光子芯片。虽然本公开不一定限于此类应用，但是通过使用此上下文的各种示例的讨论可以理解本公开的各个方面。

根据实施例，可以在与侧向电流电光器件的p掺杂层和n掺杂层相同的水平上提供波导芯。这可以允许减小器件的厚度，所有其他方面都相同。这又可以使得更容易将本发明的器件集成在例如硅光子芯片中。此外，因为波导芯可以设置在与p掺杂层和n掺杂层相同的水平面上，所以原则上可以获得更有效的光耦合。

在实施例中，电光装置可以包括以下(可选)特征中的一个或多个：

所述板坯可以具有两对相对的侧表面部分，每对侧表面部分平行于所述堆叠方向z延伸，所述p掺杂层和所述n掺杂层可以与所述两对表面部分中的一对的相对的侧表面部分邻接地布置在所述板坯的相应侧上，并且所述侧向波导芯可以与所述两对表面部分中的另一对的相对的侧表面部分侧向对接；