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《Si基异质结构发光的研究现状.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第5期半导体光电Vol.20No.51999年10月SemiconductorOptoelectronicsOct.1999文章编号:1001-5868(1999)05-0294-07Si基异质结构发光的研究现状余金中(中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室,北京100083)摘要:综述了Si基异质结构发光研究的现状。介绍了Si材料本身的本征发光、激子发光、杂质发光等特性,描述了掺Er-Si的发光、Si基量子结构(量子阱、量子点)的光发射,重点研究SiGe/Si异质结构的发光性质。同时还对多孔Si发光、Si基发光二
2、极管(LED)与Si双极晶体管(BJT)集成、Si基上垂直腔面发射激光器(VCSEL)与微透镜的混合集成作了简要的介绍。关键词:发光器件;Si基发光器件;Si基异质结构;多孔Si;Si基光电子集成中图分类号:TN383文献标识码:ALightemissionfromSi-basedheterostructuresYUJin-zhong(NationalKeyLaboratoryonIntegratedOptoelectronics,InstituteofSemiconductors,ChineseAcademyofSciences,
3、Beijing100083,China)Abstract:ThestudyonlightemissionfromSi-basedheterostructuresisreviewedinthepaper.IntrinsicluminescenceofSicrystalandextrinsicluminescencefromboundexcitonsandimpuritiesinSicrystalareintroduced,followedbydescriptionofEr-dopedsiliconanditsphotoluminesc
4、ence(PL).LightemissionfromSi-basedheterostructures,includingquantumwellsandquantumdotsispresent-edwiththeemphasisonopticalperformancesofSiGe/Siquantumstructures.Finally,lightemissionfromporousSi,integrationofSi-basedLEDwithSiBJT,andhybridintegrationofSi-basedVC-SELwith
5、micro-lensesarealsobrieflydiscussed.Keywords:lightemittingdevices;Si-basedlightemittingdevices;Si-basedheterostructure;porousSi;Si-basedOEIC1引言造出许多新的光电器件。这些新型材料可以与十分成熟的Si集成电路工艺相容,因此,能充分利用微电子技术,将光子器件和微电子器件作在一起,真正Si基光子集成是当今科学研究的热点之一,而实现光电子集成。近年来,对Si基异质结构的光电Si基异质结构发光是这一研究
6、中的难点。特性、外延生长及其光电器件的研究已成为热门的人们把Si基异质结构称为/第二代硅0,这是因[1]课题。为Si基异质结构可以通过多元组分(如Si1-xGex至今,Si基异质结构器件(包括有源的发光器中的x值)的调节来实现人工改性,因而可以获得件、探测器和无源的光波导复用/解复用器、光开关我们所需要的带隙Eg和折射率n等参数,从而制等)的研究已经全面展开,Si基光电子学已成为一[2,3]门新兴的学科。目前,已真正作成可实用化的收稿日期:1999-01-19Si基异质结器件还主要集中在SiGe/Si异质结双极基金项目:国家自然科学
7、基金重大项目(69896260-06);基金晶体管(HBT)、SiGe波导型探测器和Si基光波导课题(69746001,69787004)和863项目(863-307-06-05)波分复用/解复用器等几类器件上。其中HBT的效第20卷第5期余金中:Si基异质结构发光的研究现状295果最好,已实现160GHz的高频振荡,Si基复用/解图1示出了单晶Si体材料在26K的低温下的[6]复用器已有产品进入市场。光荧光谱,该样品为轻掺杂,磷的含量仅为2@14-3光发射器件是Si基光电集成中的关键器件,但10cm。除了IO谱线以外,图中所有谱线
8、都是Si基异质结构研究进展相当缓慢,Si基材料发光器本征光谱,它们是纯Si中自由激子复合所产生的谱件成了Si基光子集成的最大难题。因此,Si基异质线,所有谱线都有声子参与。纯Si中没有声子参与结构材料的发光性质便成了人们最关心的研究课
