硅基发光器件是硅基光电子集成技术中的关键,如何实现高效的硅基发光一直是科学与工程学界的研究热点。本项目尝试在SOI衬底上设计、制作基于光子晶体异构微腔的硅基电致发光器件。利用基于光子晶体模式隙(mode-gap)效应的新型异构微腔提高掺铒硅材料的发光效率,构建p-Er:Si-n式电致发光结构,研制出具备高Q值、小模式体积、1550nm单模谐振波长及高发光增强因子的硅基发光芯片样品。主要研究内容包括新型光子晶体异构微腔结构的建模及特性分析,高质量SOI基掺铒硅材料制备及性能优化、电注入结构设计及优化,高精度光子晶体异构微腔及电致发光器件制作工艺设计与优化,器件电致发光特性测试及物理机制分析等。该技术的突破必将促进硅基光电子集成的高速发展,并在光互连、光通信等领域发挥其巨大应用潜力,对我国信息产业的发展具有重大意义。
英文主题词Photonic crystal;Heterostructure microcavity;Photoluminescence;Electroluminescence;Er-doped Si