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一种掺铒或铒氧的硅基室温通讯波段发光材料的制备方法、该发光材料及硅基激光器

申请号: CN201711346430.9
申请人: 上海交通大学
申请日期: 2017年12月15日

摘要文本

本发明公开了一种掺铒(Er)或铒氧(Er/O)的硅基室温通讯波段发光材料的制备方法及由该方法制成的掺铒或铒氧的硅基发光材料。所述制备方法包括以下步骤:步骤a:对单晶硅片实施铒离子注入掺杂或者铒离子和氧离子同时注入掺杂(co‑doping),获得掺铒或铒氧的硅片;以及步骤b:对所述掺铒或铒氧的硅片进行深冷退火处理,所述深冷退火处理包括升温过程以及快速冷却过程。本发明中掺铒或铒氧的硅基发光材料的制备方法,通过深冷退火技术成功实现了硅基半导体材料在1.53μm波段的高效室温光致发光,为硅发光及硅激光光源的成功制备提供了一种可行的技术手段。整个工艺流程可与CMOS工艺相兼容,具备重要的工业应用价值。本发明还进一步提供了一种基于上述深冷退火工艺的掺铒或铒氧的硅基室温通讯波段激光器。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种掺铒或铒氧的硅基室温通讯波段发光材料的制备方法、该发光材料及硅基激光器
专利类型 发明授权
申请号 CN201711346430.9
申请日 2017年12月15日
公告号 CN109936048B
公开日 2024年2月6日
IPC主分类号 H01S5/30
权利人 上海交通大学
发明人 但亚平; 文惠敏; 何佳晶
地址 上海市闵行区东川路800号

专利主权项内容

1.一种掺铒(Er)或铒氧(Er/O)的硅基室温通讯波段发光材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤a:对单晶硅片实施铒离子注入掺杂或铒离子和氧离子同时注入掺杂(co-doping),获得掺杂铒或铒氧的硅片;所述单晶硅片为硅基晶圆,所述硅基晶圆包括表面有锗外延层的硅片和硅在绝缘层之上的SOI硅片;以及步骤b:对所述掺杂铒或铒氧的硅片进行深冷退火处理,所述深冷退火处理包括升温过程以及快速冷却过程,步骤b进一步包括:步骤b1:对所述掺杂铒或铒氧的硅片进行高温处理,最高温度达到1300℃;和步骤b2:高温处理后立即进行超快速冷却处理,降温速率不小于-200℃·s, 即每秒降低200摄氏度以上。-1