GaAs 纳米脊半导体激光管完全在 300 mm CMOS 试验线中制造

学术   2025-01-13 00:00   宁夏  


GaAs 纳米脊半导体激光管完全在 300 mm CMOS 试验线中制造


硅光子学是一项快速发展的技术,有望彻底改变我们通信、计算和感知世界的方式.然而,缺乏高度可扩展的原生互补金属氧化物半导体 (CMOS) 集成光源是阻碍其广泛采用的主要因素之一。尽管在硅上 III-V 光源的混合和异构集成方面取得了长足的进步,通过 III-V 材料直接外延实现的单片集成仍然是经济高效的片上光源的巅峰之作。在这里,我们报道了基于 CMOS 试验生产线中基于 300 mm Si 晶圆的电驱动砷化镓 (GaAs) 半导体激光管,该半导体激光管基于一种新的集成方法,即纳米脊工程。带有嵌入式 p-i-n 二极管和 InGaAs 量子阱的 GaAs 纳米脊波导在晶圆规模上以高质量生长。室温连续波激光在晶圆上的 300 多个器件中以 1,020 nm 左右的波长进行了演示,阈值电流低至 5 mA,输出功率超过 1 mW,激光线宽低至 46 MHz,激光工作温度高达 55 °C。 这些结果说明了 III-V/Si 纳米脊工程概念在硅光子学平台中单片集成半导体激光管的潜力,从而在光学传感、互连等领域实现未来成本敏感的大批量应用。


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