本技術(shù)涉及硅基片上光源，尤其涉及一種基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)：

1、硅光子芯片具有廣泛的應(yīng)用前景。傳感器領(lǐng)域，硅光子芯片可用于測量和檢測各種物理和化學(xué)參數(shù)，如氣體傳感器、生物傳感器和環(huán)境傳感器，推動精準(zhǔn)測量和實時監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。因此開發(fā)高效率耦合的硅光子芯片具有重大現(xiàn)實意義。

2、而為了實現(xiàn)硅光子芯片的高效率耦合，主要挑戰(zhàn)之一是缺少原位片上光源。目前生產(chǎn)的硅光子芯片通常采用邊緣耦合或光柵耦合的方法來耦合外部激光器，雖然通過邊緣耦合或光柵耦合可以將外部光源能量進(jìn)行耦合，在耦合效率上都有了改進(jìn)，但缺少了片上光源限制了這些芯片的潛在應(yīng)用。然而，由于硅作為間接帶隙半導(dǎo)體，自身的發(fā)光效率很低，無法直接用于制備片上光源。

3、現(xiàn)有的硅基片上量子點電致發(fā)光器件的平均耦合效率較低，當(dāng)光進(jìn)入波導(dǎo)震蕩穩(wěn)定后，穩(wěn)定傳輸?shù)哪芰績H占光源總能量的0.8％。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對上述背景技術(shù)提出的至少一個缺陷，提供一種基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件。

2、本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其包括硅基片、第一透明絕緣層、氮化硅波導(dǎo)層、電子傳輸層、兩個第一電極層、銀反射鏡、量子點層、空穴傳輸層、第二電極層、第二透明絕緣層；

3、所述第一透明絕緣層設(shè)置在所述硅基片上；

4、所述氮化硅波導(dǎo)層和所述電子傳輸層分別設(shè)置在所述第一透明絕緣層上，所述電子傳輸層將所述氮化硅波導(dǎo)層覆蓋；

5、兩個所述第一電極層分別設(shè)置在所述電子傳輸層上，并且，兩個所述第一電極層分別位于所述氮化硅波導(dǎo)層的相對兩側(cè)；

6、所述銀反射鏡嵌入所述氮化硅波導(dǎo)層內(nèi)，所述銀反射鏡與所述氮化硅波導(dǎo)層的橫截面之間形成有預(yù)設(shè)夾角α；

7、所述量子點層設(shè)置在所述電子傳輸層上；

8、所述空穴傳輸層設(shè)置在所述量子點層上；

9、所述第二電極層設(shè)置在所述空穴傳輸層上；

10、所述第二透明絕緣層設(shè)置在所述電子傳輸層和所述第二電極層之間，所述量子點層和所述空穴傳輸層被所述第二透明絕緣層包圍；

11、所述第二透明絕緣層上設(shè)有兩個第二凹槽，兩個所述第一電極層分別通過兩個所述第二凹槽暴露出來。

12、優(yōu)選地，還包括介于所述硅基片和所述第一透明絕緣層之間的第三透明絕緣層和銀反射層；所述第三透明絕緣層設(shè)置在所述硅基片和所述銀反射層之間，所述銀反射層設(shè)置在所述第三透明絕緣層和所述第一透明絕緣層之間。

13、優(yōu)選地，所述銀反射層與氮化硅波導(dǎo)層下表面之間的最小距離b為500nm。

14、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)夾角的角度為40°～45°；所述銀反射鏡的厚度為50～150nm。

15、優(yōu)選地，所述氮化硅波導(dǎo)層的厚度為200～400nm；

16、優(yōu)選地，所述氮化硅波導(dǎo)層的寬度為500～1500nm；

17、優(yōu)選地，所述量子點層的厚度為5～50nm；

18、優(yōu)選地，所述空穴傳輸層的厚度為550～700nm。

19、優(yōu)選地，沿所述氮化硅波導(dǎo)層的寬度方向，每個所述第一電極層的中軸線和所述量子點層的中軸線共線。

20、本實用新型至少具有以下有益效果：本實用新型通過在硅基片上集成膠體量子點，并在氮化硅波導(dǎo)層中引入銀反射鏡，利用銀反射鏡作為一個用于增加平均耦合效率的增益結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了光源與氮化硅波導(dǎo)層之間的高效能量耦合。

技術(shù)特征：

1.一種基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，包括硅基片(1)、第一透明絕緣層(21)、氮化硅波導(dǎo)層(3)、電子傳輸層(41)、兩個第一電極層(51)、銀反射鏡(6)、量子點層(7)、空穴傳輸層(42)、第二電極層(52)、第二透明絕緣層(23)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，還包括介于所述硅基片(1)和所述第一透明絕緣層(21)之間的第三透明絕緣層(22)和銀反射層(8)；所述第三透明絕緣層(22)設(shè)置在所述硅基片(1)和所述銀反射層(8)之間，所述銀反射層(8)設(shè)置在所述第三透明絕緣層(22)和所述第一透明絕緣層(21)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述銀反射層(8)與所述氮化硅波導(dǎo)層(3)下表面之間的最小距離b為500nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述預(yù)設(shè)夾角的角度為30°～50°；所述銀反射鏡(6)的厚度為50～150nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述氮化硅波導(dǎo)層(3)的厚度為200～400nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述氮化硅波導(dǎo)層(3)的寬度為500～1500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述量子點層(7)的厚度為5～50nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸層(42)的厚度為550～700nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，沿所述氮化硅波導(dǎo)層(3)的寬度方向，每個所述第一電極層(51)的中軸線和所述量子點層(7)的中軸線共線。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，其特征在于，所述氮化硅波導(dǎo)層(3)的橫截面面積小于所述第一透明絕緣層(21)的橫截面面積，并且，沿水平方向，所述氮化硅波導(dǎo)層(3)的兩個相對的邊緣與所述第一透明絕緣層(21)的兩個相對的邊緣一一對齊。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種基于銀反射鏡的硅基片上電致發(fā)光器件，該器件包括硅基片、設(shè)置在硅基片上的第一透明絕緣層、設(shè)置在第一透明絕緣層上的氮化硅波導(dǎo)層和電子傳輸層、第一電極層、銀反射鏡、量子點層、空穴傳輸層、第二電極層、將量子點層和空穴傳輸層包圍的第二透明絕緣層；電子傳輸層將氮化硅波導(dǎo)層覆蓋；兩個第一電極層分別設(shè)置在電子傳輸層上并且位于氮化硅波導(dǎo)層的相對兩側(cè)；第二透明絕緣層上設(shè)有兩個第二凹槽，兩個第一電極層分別通過兩個第二凹槽暴露出來。嵌入氮化硅波導(dǎo)層內(nèi)的銀反射鏡與氮化硅波導(dǎo)層的橫截面之間形成有預(yù)設(shè)夾角α；本技術(shù)利用銀反射鏡作為增益結(jié)構(gòu)增加光耦合效率，實現(xiàn)光源與氮化硅波導(dǎo)層之間的高效能量耦合。

技術(shù)研發(fā)人員：吳丹,朱嘉俊,葉宇軒,衣云驥,諸葛明華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240412
技術(shù)公布日：2024/12/19