本發(fā)明涉及硅光子集成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅基激光器及其制造方法、光模塊。

背景技術(shù)：

隨著信息傳輸對(duì)帶寬的要求越來(lái)越高，光通信市場(chǎng)對(duì)100g/400g等高速光模塊的需求越來(lái)越大，因此需要迫切實(shí)現(xiàn)低成本的高速光模塊。

基于傳統(tǒng)三五族(iii-v)直接帶隙半導(dǎo)體材料磷化銦(化學(xué)式：inp)基分布式反饋激光器(英文名稱：distributedfeedbacklaser，簡(jiǎn)稱：dfb)的高速光模塊，由于其本身材料的限制，很難實(shí)現(xiàn)高于25g的調(diào)制帶寬，隨著帶寬的提高，inp基dfb的成本也大幅度提高，從而提高了整體光模塊產(chǎn)品的成本。并且利用傳統(tǒng)inp基dfb的光模塊封裝工藝相對(duì)復(fù)雜?；诖?，人們寄希望于硅光平臺(tái)，利用硅光集成技術(shù)研制高帶寬、低成本和高集成度的高速光模塊。目前，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)在硅光平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了高速率的硅光調(diào)制器、高速率探測(cè)器、低損耗傳輸波導(dǎo)和波分復(fù)用等硅光器件，并且實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能器件的相互集成，成功實(shí)現(xiàn)了單路25g/50g的信息傳輸。然而硅是一種間接帶隙材料，發(fā)光效率極低，不適合作為光發(fā)射器件，這嚴(yán)重制約了硅光技術(shù)在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景。為此，人們提出利用iii-v直接帶隙半導(dǎo)體材料與絕緣襯底上的硅(英文名稱：silicononinsulator，簡(jiǎn)稱：soi)硅光芯片混合集成的方案來(lái)解決硅光芯片光源難題，主要原理是通過(guò)鍵合技術(shù)將iii-v直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片鍵合在soi硅光芯片上方，通過(guò)在soi硅光芯片上制作無(wú)源波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，從而與iii-v直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片形成混合激光器結(jié)構(gòu)，其iii-v直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片提供光增益，硅上無(wú)源波導(dǎo)結(jié)構(gòu)起到波長(zhǎng)選擇的作用，從而為硅光芯片提供光輸入。

目前，基于鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)的混合激光器為：混合硅基分布式反饋激光器，該種激光器是通過(guò)在soi硅光芯片上制備出分布反饋光柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)激光器的選模特性，在通信光的波長(zhǎng)1310nm左右時(shí)，該種激光器的分布反饋光柵結(jié)構(gòu)線寬在100nm左右，并且激光器的輸出性能隨光柵的刻蝕深度、光柵線寬變化非常敏感，因此制備工藝復(fù)雜，難于控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種硅基激光器及其制造方法、光模塊，用于簡(jiǎn)化硅基激光器的制造工藝。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種硅基激光器，包括：

硅襯底層、設(shè)置于所述硅襯底層上的硅波導(dǎo)、硅微型諧振腔、硅反射鏡以及鍵合于所述硅波導(dǎo)上用于向所述硅波導(dǎo)提供光的光芯片；

所述硅波導(dǎo)的一端連接所述硅微型諧振腔，另一端連接所述硅反射鏡；

所述硅微型諧振腔用于對(duì)所述硅導(dǎo)波輸入的所述光芯片提供的光進(jìn)行諧振；

所述硅反射鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的反射率，用于通過(guò)所述硅導(dǎo)波接收所述硅微型諧振腔輸出的光，部分反射所述硅微型諧振腔輸出的光，并通過(guò)所述硅導(dǎo)波將反射的傳導(dǎo)至所述硅微型諧振腔進(jìn)行諧振，部分透射所述硅微型諧振腔輸出的光對(duì)外輸出。

第二方面，提供一種制造硅基激光器的方法，包括：

在絕緣襯底上的硅的頂部的硅層上形成二氧化硅層；

對(duì)所述二氧化硅層進(jìn)行刻蝕將硅微型諧振腔、硅波導(dǎo)以及硅反射鏡的圖形轉(zhuǎn)移到所述二氧化硅層上；

以所述二氧化硅層為掩膜層對(duì)所述絕緣襯底上的硅頂部的硅層刻蝕第一厚度；所述第一厚度為形成所述硅反射鏡的布拉格光柵的深度；

在所述硅反射鏡對(duì)應(yīng)的位置處涂覆光刻膠形成保護(hù)層；

以所述二氧化硅層和所述保護(hù)層為掩膜層對(duì)所述絕緣襯底上的硅頂部的硅層刻蝕第二厚度；所述第二預(yù)設(shè)厚度為所述絕緣襯底上的硅頂部硅層的厚度與所述第一預(yù)設(shè)厚度的差；

去除所述二氧化硅層和所述保護(hù)層；

在所述硅波導(dǎo)上鍵合用于向所述硅波導(dǎo)提供光的光芯片。

第三方面，提供一種光模塊，包括上述的硅基激光器。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的硅基激光器包括：硅襯底層、設(shè)置于硅襯底層上的硅波導(dǎo)、硅微型諧振腔、硅反射鏡以及鍵合于硅波導(dǎo)上用于向硅波導(dǎo)提供光的光芯片，首先本發(fā)明實(shí)施例可以通過(guò)光芯片向硅波導(dǎo)提供光，解決硅發(fā)光效率低的問題；其次，因?yàn)楣栉⑿椭C振腔可以對(duì)硅導(dǎo)波輸入的光芯片提供的光進(jìn)行諧振，所以硅微型諧振腔可以對(duì)輸出的光場(chǎng)光進(jìn)行第一次波長(zhǎng)選擇；又因?yàn)楣璺瓷溏R接收硅微型諧振腔輸出的光后部分反射硅微型諧振腔輸出的光，并通過(guò)硅導(dǎo)波將反射的傳導(dǎo)至硅微型諧振腔進(jìn)行諧振，所以硅反射鏡可以對(duì)輸出的場(chǎng)光進(jìn)行第二次波長(zhǎng)選擇；即，本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)硅微型諧振腔和硅反射鏡對(duì)最終輸出的激光進(jìn)行模式選擇，從而實(shí)現(xiàn)激光的單模輸出，相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)在soi硅光芯片上制備出分布反饋光柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)激光器的選模特性，本發(fā)明實(shí)施采用硅微型諧振腔和硅反射鏡相結(jié)合來(lái)對(duì)激光進(jìn)行模式選擇，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，且容易控制，因此可以簡(jiǎn)化硅基激光器的制造工藝。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的立體圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的俯視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅微型諧振腔輸出的光的頻譜；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅反射鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的光的反射率變化曲線圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一硅基激光器的俯視圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一硅基激光器的俯視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片的截面圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的制造硅基激光器的方法的步驟流程圖之一；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的制造硅基激光器的方法的步驟流程圖之二。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中，“示例性的”或者“例如”等詞用于表示作例子、例證或說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例中被描述為“示例性的”或者“例如”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案不應(yīng)被解釋為比其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案更優(yōu)選或更具優(yōu)勢(shì)。確切而言，使用“示例性的”或者“例如”等詞旨在以具體方式呈現(xiàn)相關(guān)概念。

需要說(shuō)明的是，為了便于清楚描述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對(duì)功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不是在對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。

在本發(fā)明所有實(shí)施例中，需要闡明“層”和“圖案”的定義，以及之間的關(guān)系。其中，“層”是指利用某一種材料在基板上利用沉積或其他工藝制作出的一層薄膜，而“圖案”是指通過(guò)光刻、干法刻蝕等工藝對(duì)薄膜材料進(jìn)行選擇性刻蝕后保留的部分，因此“層”為形成“圖案”的基礎(chǔ)材料。

此外，本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置于第一層上的第二層，是指在制程工藝中第一層先于第二層制作，而并非是指在空間位置中第一層位于第二層的上方，在空間位置中層與層之間的上下關(guān)系會(huì)隨放置方式、觀察角度等的不同而變化。例如：設(shè)置于鍵合層上的接觸層是指在制程工藝中先制作形成鍵合層，然后再在鍵合層上制作形成接觸層，在空間位置中鍵合層與接觸層之間的上下關(guān)系會(huì)隨放置方式、觀察角度等的不同而變化。即，本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置于第一層上的第二層是指在制程工藝中制作第一層與第二層的先后順序，而并非是指第一層與第二層在空間位置上的上下關(guān)系。

基于上述內(nèi)容，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種硅基激光器，參照?qǐng)D1、2所示，其中，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的立體圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的俯視圖；本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器包括：

硅襯底層1、設(shè)置于所述硅襯底層1上的硅波導(dǎo)2、硅微型諧振腔3、硅反射鏡4以及鍵合于所述硅波導(dǎo)2上用于向所述硅波導(dǎo)2提供光的光芯片5。

硅波導(dǎo)2的一端連接所述硅微型諧振腔，另一端連接所述硅反射鏡。

所述硅微型諧振腔3用于對(duì)所述硅導(dǎo)波2輸入的所述光芯片5提供的光進(jìn)行諧振。

所述硅反射鏡4對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的反射率，用于通過(guò)所述硅導(dǎo)波2接收所述硅微型諧振腔3輸出的光，部分反射所述硅微型諧振腔輸3出的光，并通過(guò)所述硅導(dǎo)波2將反射的傳導(dǎo)至所述硅微型諧振腔3進(jìn)行諧振，部分透射所述硅微型諧振腔3輸出的光對(duì)外輸出。

以下對(duì)上述實(shí)施例中各器件在硅基激光器中的作用以及特性進(jìn)行說(shuō)明：

硅導(dǎo)波2在硅基激光器中的主要作用包括：1、接收光芯片5提供的光，并將光芯片5提供的光傳導(dǎo)至硅微型諧振腔3中；2、將硅微型諧振腔3輸出的光傳到至硅反射鏡4；3、將硅反射鏡4反射的光輸入硅微型諧振腔3中。

需要說(shuō)明的是，圖1、2中以硅波導(dǎo)2為直硅波導(dǎo)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明實(shí)施例并不限定于此，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以將硅波導(dǎo)2設(shè)計(jì)為彎曲波導(dǎo)或者設(shè)置為寬度逐漸變化的錐形波導(dǎo)，但這都屬于本發(fā)明實(shí)施例的合理變通方案，因此均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

硅微型諧振腔3在硅基激光器中的主要作用包括：1、對(duì)光芯片5提供的光進(jìn)行諧振；2、對(duì)硅反射鏡4反射的光進(jìn)行諧振。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中硅微型諧振腔3對(duì)光進(jìn)行諧振包括兩方面作用，其一為：對(duì)輸入硅微型諧振腔3的光進(jìn)行正反饋，其二為：對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行波長(zhǎng)選擇后輸出。即，硅微型諧振腔3不會(huì)將輸入的所有波長(zhǎng)的光全部輸出，而是輸出特定波長(zhǎng)的光。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)調(diào)節(jié)硅微型諧振腔3的尺寸調(diào)節(jié)硅微型諧振腔3的諧振特征，從而使硅微型諧振腔3輸出的指定波長(zhǎng)的光。示例性的，硅微型諧振腔3輸出的光的頻譜可以如圖3所示，包括：波長(zhǎng)為1.520微米(單位：um)、1.531um、1.542um、1.553um、1.564um、1.575um、1.586um等多個(gè)等間隔波長(zhǎng)的光。

硅反射鏡4在硅基激光器中的主要作用包括：1、部分反射硅微型諧振腔3輸出的光；2、部分透射硅微型諧振腔3輸出的光對(duì)外輸出。示例性的，硅反射鏡4對(duì)不同波長(zhǎng)的光的反射率可以如圖4所示，對(duì)波長(zhǎng)在1.536-1.568um之間的光部分反射、部分透射，對(duì)其他波長(zhǎng)的光幾乎完全透射。在實(shí)際應(yīng)用中可以調(diào)節(jié)硅反射鏡4的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)節(jié)硅反射鏡4的反射特性。

以下基于上述各器件在硅基激光器中的作用和特征對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器輸出激光的原理進(jìn)行說(shuō)明。

首先，鍵合于硅波導(dǎo)2上方的光芯片5在外部電流驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生光，并將光芯片5產(chǎn)生的光耦合進(jìn)入下方的硅波導(dǎo)2中；硅波導(dǎo)2將光芯片5產(chǎn)生的光進(jìn)行傳導(dǎo)輸入硅微型諧振腔3中，硅微型諧振腔3對(duì)光芯片5產(chǎn)生的光進(jìn)行諧振，并輸出特定波長(zhǎng)的光(可以如圖3所示)；其次，硅導(dǎo)波2將硅微型諧振腔3輸出的光傳導(dǎo)至硅反射鏡4處，將硅微型諧振腔3輸出的特定波長(zhǎng)的光部分反射回硅微型諧振腔3；硅反射鏡4反射的光進(jìn)入硅微型諧振腔3后，硅微型諧振腔3再一次對(duì)硅反射鏡4反射的光進(jìn)行諧振后輸出至硅反射鏡4，即，硅微型諧振腔3輸出的光可以在硅微型諧振腔3、硅波導(dǎo)2以及硅反射鏡4之間多次震蕩，且每一次震蕩皆進(jìn)行一次諧振；最后，硅反射鏡4部分透射形成的激光向外輸出。

進(jìn)一步的，以下基于上述各器件在硅基激光器中的作用和特征對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的實(shí)現(xiàn)選模特性的原理進(jìn)行說(shuō)明。

因?yàn)楣璺瓷溏R4對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的反射率，所以硅反射鏡4每一反射硅微型諧振腔3輸出的光時(shí)各波長(zhǎng)的光反射回硅微型諧振腔3的光量不同，在多次震蕩過(guò)程中反射率最大的光會(huì)不斷增強(qiáng)，遠(yuǎn)強(qiáng)于其他波長(zhǎng)的光，因此可以實(shí)現(xiàn)硅基激光器的單模輸出。

例如：在硅微型諧振腔3輸出的光的頻譜如圖3所示，硅反射鏡4對(duì)波長(zhǎng)的光的反射率如圖4所示時(shí)，硅反射鏡4反射回硅微型諧振腔3的光包括波長(zhǎng)為：1.541um、1.553um以及1.564um三個(gè)波長(zhǎng)的光，又由于硅反射鏡4對(duì)波長(zhǎng)為1.541和1.564的光的反射率遠(yuǎn)小于對(duì)波長(zhǎng)為1.553的光的反射率，因此在多次震蕩過(guò)程中，波長(zhǎng)為1.553的光會(huì)不斷增強(qiáng)，遠(yuǎn)強(qiáng)于波長(zhǎng)為1.541和1.564的光，因此輸出的波長(zhǎng)為1.541和1.564的激光可以忽略不計(jì)，硅基激光器輸出的激光僅包括一個(gè)中心波長(zhǎng)1.553，即實(shí)現(xiàn)了的單模輸出。

此外，由于本發(fā)明實(shí)施例中是通過(guò)硅微型諧振腔3和硅反射鏡4相結(jié)合來(lái)對(duì)激光進(jìn)行模式選擇，所以可以實(shí)現(xiàn)較大的硅微型諧振腔3尺寸，進(jìn)而使硅基激光器具有較高的品質(zhì)因子。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的硅基激光器包括：硅襯底層、設(shè)置于硅襯底層上的硅波導(dǎo)、硅微型諧振腔、硅反射鏡以及鍵合于硅波導(dǎo)上用于向硅波導(dǎo)提供光的光芯片，首先本發(fā)明實(shí)施例可以通過(guò)光芯片向硅波導(dǎo)提供光，解決硅發(fā)光效率低的問題；其次，因?yàn)楣栉⑿椭C振腔可以對(duì)硅導(dǎo)波輸入的光芯片提供的光進(jìn)行諧振，所以硅微型諧振腔可以對(duì)輸出的光場(chǎng)光進(jìn)行第一次波長(zhǎng)選擇；又因?yàn)楣璺瓷溏R接收硅微型諧振腔輸出的光后部分反射硅微型諧振腔輸出的光，并通過(guò)硅導(dǎo)波將反射的傳導(dǎo)至硅微型諧振腔進(jìn)行諧振，所以硅反射鏡可以對(duì)輸出的場(chǎng)光進(jìn)行第二次波長(zhǎng)選擇；即，本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)硅微型諧振腔和硅反射鏡對(duì)最終輸出的激光進(jìn)行模式選擇，從而實(shí)現(xiàn)激光的單模輸出，相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)在soi硅光芯片上制備出分布反饋光柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)激光器的選模特性，本發(fā)明實(shí)施采用硅微型諧振腔和硅反射鏡相結(jié)合來(lái)對(duì)激光進(jìn)行模式選擇，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，且容易控制，因此可以簡(jiǎn)化硅基激光器的制造工藝。

可選的，上述硅基激光器中的硅波導(dǎo)2、硅微型諧振腔3以及硅反射鏡4可以通過(guò)對(duì)soi的頂部的硅層進(jìn)行刻蝕形成。如圖1所示，當(dāng)硅波導(dǎo)2、硅微型諧振腔3以及硅反射鏡4通過(guò)soi的頂部的硅層刻蝕形成時(shí)，硅襯底1與硅波導(dǎo)2、硅微型諧振腔3以及硅反射鏡4之間還包括掩埋氧化物(英文名稱：buriedoxide簡(jiǎn)稱：box)層6。

可選的，如圖1所示，光芯片5具體可以通過(guò)鍵合層7鍵合于硅波導(dǎo)2上方。

可選的，如圖1所示，上述硅基激光器還可以包括：激光輸出端口8；激光輸出端口8設(shè)置于硅反射鏡4的透射端，用于接收硅反射鏡4透射出的激光并輸出。

示例性的，激光輸出端口8可以通過(guò)對(duì)硅導(dǎo)波2進(jìn)行選擇性刻蝕形成。

可選的，上述實(shí)施例中的硅微型諧振腔3為微環(huán)諧振腔或微盤諧振腔。

進(jìn)一步可選的，硅微型諧振腔3的外輪廓的形狀為圓形、正方形或正六邊形或正八邊形；

當(dāng)硅微型諧振腔為微環(huán)諧振腔時(shí)，硅微型諧振腔的內(nèi)輪廓的形狀為圓形。

示例性的，參照?qǐng)D5、6所示，圖5、6為本發(fā)明實(shí)施例提供的硅基激光器的俯視圖。其中，圖5中以硅微型諧振腔3為微盤諧振腔且硅微型諧振腔3的外輪廓的形狀為正方形為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明；圖6中硅微型諧振腔3為微環(huán)諧振腔且硅微型諧振腔3的外輪廓的形狀為正八邊形、硅微型諧振腔3的內(nèi)輪廓的形狀為圓形對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

還需說(shuō)明的是，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以將硅微型諧振腔3的外輪廓的形狀設(shè)計(jì)為其他形狀，例如：正十六邊形、不規(guī)則形狀等，但這屬于本發(fā)明實(shí)施例的合理變通方案，因此均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

可選的，上述實(shí)施例中的硅反射鏡4為布拉格光柵結(jié)構(gòu)的反射鏡。

進(jìn)一步可選的，上述硅反射鏡4通過(guò)對(duì)硅波導(dǎo)2進(jìn)行選擇性刻蝕形成。

可選的，上述實(shí)施例中的光芯片5包括：三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；

三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片用于產(chǎn)生光；

波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用于將三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片產(chǎn)生的光耦合進(jìn)入硅波導(dǎo)中。

可選的，上述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)對(duì)三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片進(jìn)行刻蝕形成。具體的，上述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以為直波導(dǎo)或彎曲波導(dǎo)或?qū)挾戎饾u變化為錐形波導(dǎo)。

通過(guò)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)將三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片產(chǎn)生的光耦合進(jìn)入硅波導(dǎo)的硅波導(dǎo)可以提高光耦合效率，從而提高硅基激光器的能效。

進(jìn)步一的，參照?qǐng)D7所示，上述三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片包括：接觸層51、設(shè)置于接觸層51上的下光場(chǎng)限制層52、n型電極接觸層53以及依次設(shè)置于下光場(chǎng)限制層52上的有源層54、上光場(chǎng)限制層55、上限制層56、歐姆接觸層57、p型電極接觸層58。

具體的，上述三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片可以是量子阱結(jié)構(gòu)或量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)或其他多層直接帶隙半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片包括但不限于上述接觸層51、限制層52、n型電極接觸層53、有源層54、上光場(chǎng)限制層55、上限制層56、歐姆接觸層57、p型電極接觸層58。

本發(fā)明再一實(shí)施例提供一種制造硅基激光器的方法，該制造硅基激光器的方法可以制造上述任一實(shí)施例提供的硅基激光器。具體的，參照?qǐng)D8所示，該方法包括如下步驟：

s81、在soi的頂部的硅層上形成二氧化硅(化學(xué)式：sio2)層。

可選的，可以通過(guò)化學(xué)沉積、氣象沉積、熱生長(zhǎng)等方式在在soi的頂部的硅層上形成二氧化硅層。

s82、對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕將硅波導(dǎo)的硅微型諧振腔、硅波導(dǎo)以及硅反射鏡圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅層上。

示例性的，可以首先在二氧化硅層上涂覆一層光刻膠，然后利用具有硅波導(dǎo)的硅微型諧振腔、硅波導(dǎo)、硅反射鏡以及硅輸出端口的圖形的掩膜板對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，再然后將硅波導(dǎo)圖形以外的光刻膠去除露出二氧化硅層，對(duì)露出二氧化硅層進(jìn)行刻蝕從而將硅波導(dǎo)的硅微型諧振腔、硅波導(dǎo)、硅反射鏡以及硅輸出端口的圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅層上，最后再將剩余二氧化硅圖案上的光刻膠去除。即可以通過(guò)一次構(gòu)圖工藝(涂膠、曝光、顯影、刻蝕、剝離)將硅波導(dǎo)的硅微型諧振腔、硅波導(dǎo)、硅反射鏡以及硅輸出端口的圖形轉(zhuǎn)移到二氧化硅層上?？蛇x的，上述刻蝕方法可以為干法刻蝕。

s83、以二氧化硅層為掩膜層對(duì)soi頂部的硅層刻蝕第一厚度。

其中，第一厚度為形成硅反射鏡的布拉格光柵的深度。

可選的，可以采用干法刻蝕對(duì)soi頂部的硅層進(jìn)行刻蝕。

s84、在硅反射鏡對(duì)應(yīng)的位置處涂覆光刻膠形成保護(hù)層。

s85、以二氧化硅層和保護(hù)層為掩膜層對(duì)soi頂部的硅層刻蝕第二厚度。

其中，第二預(yù)設(shè)厚度為soi頂部硅層的厚度與第一預(yù)設(shè)厚度的差。

即，將soi頂部硅層上未被二氧化硅層或保護(hù)層遮擋位置處完全刻蝕掉，露出soi中間的box層。

同樣，可以采用干法刻蝕對(duì)soi頂部的硅層進(jìn)行刻蝕。

s86、去除二氧化硅層和保護(hù)層。

s87、在硅波導(dǎo)上鍵合用于向硅波導(dǎo)提供光的光芯片。

具體的，參照?qǐng)D9所示，上述步驟s87中在所述硅波導(dǎo)上鍵合用于向所述硅波導(dǎo)提供光的光芯片包括：

s871、在所述硅波導(dǎo)上制作鍵合層。

s872、連接三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片的接觸層與鍵合層。

s873、去除三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片的襯底露出三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片的歐姆接觸層。

s874、將三五族直接帶隙半導(dǎo)體增益芯片的n型電極區(qū)域刻蝕至接觸層。

s875、在歐姆接觸層上制作p型電極接觸層以及在接觸層上制作n型電極接觸層。

本發(fā)明再一實(shí)施例提供一種光模塊，包括上述任一實(shí)施例提供的硅基激光器。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。