制造混合硅激光器的新技术为可在各种应用中使用的低成本，批量生产的光子器件铺平了道路。

在硅晶圆上生产半导体激光器是电子工业长期以来的目标，但它们的制造已证明具有挑战性。现在，A * STAR的研究人员已经开发出一种创新的方法来制造便宜，简单和可扩展的方法。

混合硅激光器结合了III-V族半导体(如砷化镓和磷化铟)的发光特性以及硅制造技术的成熟度。这些激光器因其承诺廉价，可批量生产的光学器件而受到相当大的关注，这些光学器件可以与单个硅芯片上的光子和微电子元件集成。它们具有广泛应用的潜力，从短距离数据通信到高速，长距离光传输。

然而，在当前的生产工艺中，激光器在单独的III-V半导体晶片上制造，然后单独地与每个硅器件对准 - 这是一个耗时且昂贵的工艺，限制了可以放置在芯片上的激光器的数量。

为了克服这些限制，来自A * STAR数据存储研究所的Doris Keh-Ting Ng及其同事开发了一种用于生产混合III-V半导体和绝缘体上硅(SOI)光学微腔的创新方法。这极大地降低了制造过程的复杂性并导致更紧凑的装置。

“蚀刻整个腔体非常具有挑战性，”Ng说。“目前，没有单一的蚀刻配方和掩模可以蚀刻整个微腔，因此我们决定开发一种新的方法。”

通过首先使用SOI层间热粘合工艺将III-V半导体薄膜附着到氧化硅(SiO 2)晶片上，它们产生强粘合，这也消除了对强氧化剂如Piranha溶液或氢氟酸的需要。

并且通过使用双硬掩模技术来蚀刻将蚀刻限制在预期层的微腔，它们消除了使用多个覆盖光刻和蚀刻循环的要求 - 这是一个具有挑战性的过程。

“我们的方法减少了制造步骤的数量，减少了危险化学品的使用，只需要一个光刻步骤即可完成整个过程，”Ng解释说。

这项工作首次展示了一种新的异质结构和集成制造工艺，该工艺将低温SiO2层间键合与双硬掩模单光刻图案化相结合。

“这个过程不仅可以生产异核心装置，还可以大大减少制造它们的挑战，并且可以作为研究界使用的替代混合微腔，”Ng说。