[发明专利]硅基半导体激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种硅基半导体激光器，其特征在于包括第一二极管结构、发光有源区和第二二极管结构，所述发光有源区设置于第一二极管结构和第二二极管结构之间，所述第一二极管结构、第二二极管结构包括pn二极管或肖特基二极管，当在所述第一二极管结构和/或第二二极管结构上施加预设的反向偏置电压时，所述第一二极管结构和/或第二二极管结构能够利用二极管反向击穿产生的大量电子向所述发光有源区注入电子，并利用所述反向偏置电压产生的反向电场对所述发光有源区中的电子产生“电场阱”，从而将电子限制在发光有源区。

2.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一二极管结构为pn二极管结构，所述第一二极管结构包括依次叠设的第一硅层、第二硅层和第三硅层，所述第三硅层上依次叠设有第一SiGe层、发光有源区，其中所述第一硅层、发光有源区是第一导电类型的，所述第二硅层、第三硅层、第一SiGe层是第二导电类型的；

或者，所述第一二极管结构为肖特基二极管结构，所述第一二极管结构包括依次叠设的第一金属层、第二硅层和第三硅层，所述第三硅层上依次叠设有第一SiGe层、发光有源区，其中所述发光有源区是第一导电类型的，所述第二硅层、第三硅层、第一SiGe层是第二导电类型的。

3.如权利要求2所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第二硅层、第三硅层分别为n⁺型硅层、n^-型硅层，所述第一SiGe层为n^-型SiGe层，所述发光有源区为p⁺⁺型SiGe/Ge多量子阱发光有源区。

4.如权利要求3所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一硅层为p⁺⁺型硅层。

5.如权利要求2所述的硅基半导体激光器，其特征在于还包括硅衬底，所述第一硅层形成在硅衬底上。

6.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第二二极管结构为pn二极管结构，所述第二二极管结构包括依次叠设的第四硅层、第五硅层和第六硅层，所述发光有源区上依次叠设第二SiGe层、第四硅层，其中所述第六硅层、发光有源区是第一导电类型的，所述第四硅层、第五硅层、第二SiGe层是第二导电类型的；

或者，所述第二二极管结构为肖特基二极管结构，所述第二二极管结构包括依次叠设的第四硅层、第五硅层和第二金属层，所述发光有源区上依次叠设第二SiGe层、第四硅层，其中所述发光有源区是第一导电类型的，所述第四硅层、第五硅层、第二SiGe层是第二导电类型的。

7.如权利要求6所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第四硅层、第五硅层分别为n^-型硅层、n⁺型硅层，所述第二SiGe层为n^-型SiGe层，所述发光有源区为p⁺⁺型SiGe/Ge多量子阱发光有源区。

8.如权利要求7所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第六硅层为p⁺⁺型硅层。

9.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述发光有源区接高电位，所述第一二极管结构中的第一硅层或第一金属层接低电位，同时所述第二二极管结构中的第六硅层或第二金属层接低电位。

10.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一二极管结构中的至少部分结构层形成为第一波导结构，和/或，所述第二二极管结构中的至少部分结构层形成为第二波导结构。

11.如权利要求1所述的硅基半导体激光器，其特征在于：所述第一二极管结构、发光有源区和第二二极管结构一体设置；和/或，所述硅基半导体激光器为三端半导体激光器件；和/或，所述硅基半导体激光器产生的激光从硅(100)解理侧面发射。