CN111262132B - Iii-v族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种III‑V族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法，涉及混合激光器的结构设计领域，其方法包括：制备脊型波导结构；制作凹槽型III‑V族激光器；将所述脊型波导结构嵌入所述III‑V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。本发明采用开槽结构的激光器和硅基器件进行耦合，在纵向方向上采用了槽型嵌入式结构，从横向方向限制了硅基传输器件在空间上的偏移距离，增加键合强度，同时降低了键合难度；此外，本发明利用ZnO透明导电薄膜辅助键合混合激光器，ZnO具有良好的透过率且在高温薄膜后可以形成低阻导电层。

Description

III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构及其方法

技术领域

本发明涉及混合激光激光器的结构设计领域，尤其涉及了一种III-V族和硅材料开槽键合的激光器结构及其方法。

背景技术

硅基晶圆上制备传输器件是工艺最为成熟，应用最为广泛的基础材料。硅及氧化硅的折射率差形成的传输结构适合通讯波段的光传输，可以将光很好的限制在传输器件中。但是硅材料作为间接带隙半导体，无法制作发光器件，不适合作为集成芯片中的光源器件。而III-V族半导体材料是直接带隙半导体材料，可以制作高效率的通讯波段的片上激光器。混合激光器结合了两种材料的优势，但是两种材料就不同的晶格常数，混合激光器通常的两种方法一种是进行直接生长，通过控制晶格角度来实现降低缺陷，另一种方法就是通过键合，利用辅助介质进行键合。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种III-V族和硅材料开槽键合的激光器结构及其方法，以至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，包括：

制备SOI脊型波导结构；

制作凹槽型III-V族激光器；

将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。

在进一步的实施方案中，所述制备脊型波导结构，包括：

刻蚀SOI硅波导形成SOI脊型波导结构；

在所述SOI脊型波导结构淀积金属In，并使用带胶剥离方法将波导区域的金属In进行剥离；旋涂ZnO透明导电凝胶薄膜，形成均匀的ZnO薄膜。

在进一步的实施方案中，所述刻蚀SOI硅波导形成脊型波导结构包括：

使用硫酸双氧水混合溶液清洗SOI硅波导结构；

曝光定义脊型波导图形；

固膜光刻胶；

采用等离子体干法刻蚀技术或湿法腐蚀技术对SOI硅波导进行刻蚀形成脊型波导结构。

在进一步的实施方案中，所述制作凹槽型III-V族激光器包括：

曝光定义III-V族激光器的开槽图形；

生长P型一侧金属电极；

干法刻蚀或湿法腐蚀形成凹槽；

对III-V族激光器衬底进行减薄和抛光；

生长N型掺杂一侧电注入电极；

自然解理形成法布里-珀罗腔。

在进一步的实施方案中，所述曝光定义III-V族激光器的开槽图形包括：

腐蚀III-V族有源材料绝缘保护层，暴露出P型重掺杂区域；

在P型掺杂区域曝光定义激光器槽型图形；

去除激光器上的胶底；

以P型一侧生长的金属电极作为金属掩膜刻蚀激光器结构。

在进一步的实施方案中，所述生长P型金属电极为将生长金属电极后的激光器浸泡在丙酮中带胶剥离。

在进一步的实施方案中，将所述脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合包括：

将所述SOI脊型波导结构固定在键合机基板上；

将所述III-V族激光器固定在真空吸头上；

将所述脊型波导结构与所述III-V族激光器的凹槽对准；

将所述III-V族激光器翻转接触所述脊型波导结构后施压键合。

在进一步的实施方案中，所述施压键合之后还包括：将键合后的器件保持加热状态，蒸发ZnO透明导电凝胶中溶剂，降低薄膜电阻，使ZnO薄膜形成透明导电薄膜。

在进一步的实施方案中，所述加压键合的压力为0.5～6N之间，键合温度为140℃～200℃之间，维持施压键合时间为2min～10min之间。

根据本发明的另一方面，提供一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构，包括：SOI脊型波导结构和凹槽型III-V族激光器；其中，所述脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器的凹槽内以形成倏逝波耦合结构。

在进一步的实施方案中，所述SOI脊型波导结构还包括透明导电介质，且所述透明导电介质为ZnO薄膜、ITO材料或BCB透明介质。

在进一步的实施方案中，所述凹槽型III-V族激光器包括有源层，且所述凹槽型III-V族激光器的凹槽底部至所述有源层的距离为20-200nm之间。

(三)有益效果

从上述方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的利用ZnO透明导电薄膜辅助键合混合激光器，针对近红外波段(1.3um～1.5um左右)的光，ZnO具有良好的透过率，使用旋涂工艺可以在器件表面形成大面积的覆盖，形成正面电极，可以在不同位置键合不同的器件，同时ZnO在蒸发溶剂形成薄膜后可以形成低阻导电层，全平面电极可以降低在某一点的电注入导致局部发热，全平面电注入可以使电流平均的分布在金属电极，同时进行注入，实现电学限制，泵浦激光器发光。

2、本发明提出了一种Ti/Au重金属直接作为掩膜的方法简化了工艺步骤。在有源材料表面首先进行曝光形成选区图形，该图形为设计的激光器槽型结构图形。曝光后直接生长贵金属，带胶剥离后形成选区金属淀积，形成P型一侧电极，同时保留槽型结构开槽部分。由于贵金属在酸溶液中性质稳定，不容易分解，作为掩膜直接进行湿法腐蚀制作激光器。这种方法可以有效减少制作工艺，将光刻和金属电极的淀积两步工艺进行缩减，实现激光器的制作。

3、采用开槽结构的激光器和硅基器件进行耦合，在纵向方向上采用了槽型嵌入式结构，从横向方向限制了硅基传输器件在空间上的偏移距离，增加键合强度，同时降低了键合难度。在键合过程中，使用Flip-Chip技术，操作过程涉及对准工艺和施加压力过程，槽型结构可以避免对准过程中的误差偏差对器件键合效果造成的影响，且键合后，器件由于横向物理结构的限制，硅基波导较难从激光器槽型结构中脱离，提高工艺可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的III-V族/硅材料开槽键合方法的流程图；

图2为本发明实施例的III-V族/硅材料开槽键合激光器结构的SOI波导结构和键合材料部分结构示意图；

图3为发明实施例的III-V族/硅材料开槽键合激光器结构的的III-V族激光器部分结构示意图；

图4为依照本发明实例键合后形成的混合激光器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

根据本发明的一个实施例，提供一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，如图1所示包括：

步骤1：制备SOI脊型波导结构；

步骤2：制作凹槽型III-V族激光器；

步骤3：将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。

其中，步骤1和步骤2的顺序可进行互换，即制备脊型波导结构和制作III-V族激光器的顺序不分先后。输出部分由硅基传输器件组成，键合后III-V族材料激光器的发光垂直耦合进入硅基传输器件，实现上下耦合光学输出。硅基传输器件即所述脊型波导结构形成的波导区，其可完全嵌入所述III-V族激光器刻蚀的凹槽内。

其中，激光器的刻蚀可以形成横向的空间限制，在键合过程中，槽型结构增加了键合的成功率。空间结构的限制在键合后固定了波导的两侧，使得横向力不容易破坏键合结构，将硅基传输器件进一步固定在激光器耦合区域中，保证键合成功率。

在本实施例中，所述制备具有ZnO透明导电凝胶薄膜的脊型波导结构包括：

步骤101：刻蚀SOI硅波导形成脊型波导结构；

步骤102：在所述SOI脊型波导结构淀积金属In，并使用带胶剥离方法将波导区域的金属In进行剥离；

步骤103：旋涂ZnO透明导电凝胶薄膜，形成均匀的ZnO薄膜。

所述步骤101中，对SOI片进行处理时，先使用硫酸：双氧水＝3:1的硫酸双氧水混合溶液进行硅基晶圆器件的常规清洗，将清洗后的硅波导进行曝光，曝光后形成波导图形。然后，高温固膜光刻胶，并采用离子刻(ICP)进行刻蚀，形成硅波导组合。在刻蚀中会造成侧蚀，导致波导比曝光宽度略窄，满足键合要求。之后，再使用BOE溶液进行湿法腐蚀后对晶片进行清洗，并进行台阶测试，测试后判断波导宽度，不同的SOI由于顶层硅的厚度不同，激光器开槽深度也不同，可以根据开槽深度利用BOE溶液对SOI波导再进行腐蚀，实现波导高度的要求。

所述步骤102中，金属In作为辅助键合材料生长在刻蚀后的SOI波导上，采用选区金属淀积的方法使用带胶剥离实现在波导区域无金属，键合区域有In的波导结构。

所述步骤103中，在所述脊型波导结构上旋涂ZnO透明导电介质形成高质量均匀的ZnO薄膜，作为和III-V族激光器进行接触的导电介质。在旋涂ZnO透明导电薄膜之前还可以在SOI脊型波导晶圆上进行套刻，使光刻胶覆盖在脊型波导结构上保护波导结构，然后，在被刻蚀掉的SOI脊型波导结构的外脊区生长键合金属In作为键合材料。

其中，通过生长辅助键合的金属进一步加强键合强度并弥补高度差；生长金属的高度需要保证在加压键合过程中由于压力造成变形时不会覆盖在导电区域造成器件的联通。

其中，透明导电辅助键合介质选择溶胶凝胶状的ZnO，这种溶胶状的辅助键合材料可以通过溶液的化学反应直接配置生产，操作简便容易获得。溶胶状的ZnO薄膜可以通过旋涂方法覆盖在硅基传输器件上，这种方法可以均匀覆盖在器件表面，实现大面积电极覆盖。键合过程利用溶胶的粘性，辅助键合两种材料。但是这种情况下溶胶电阻极大，无法实现导电。经过2小时溶胶凝固，溶胶状的ZnO发生固化，固化后ZnO强度增加，进一步增加键合强度。同时固化后的凝胶薄膜电阻急剧下降，导电性能上升，固化结束后的凝胶薄膜成为优良导体，与金属辅助键合相比没有电阻增加。激光器结构不局限于双面淀积金属制作电极的方法，ZnO辅助键合的方法同样适用于同面淀积金属制作激光器的方法；由于电极面积增大，电学注入不局限于一点，而是在短时间之内覆盖在整个溶胶表面并整面导入器激光器电极中，较大的注入面积暴露在空气中使得散热得到增强。

其中，ZnO凝胶薄膜可以是溶液配制形成，属于凝胶状态，在键合前保持液体凝胶旋涂在Si基材料表面，形成凝胶薄膜，施加压力进行键合后经过适合的温度进行成膜操作，使凝胶状态形成透明导电薄膜，增加黏合力。形成薄膜后电阻急剧下降，实现导电电极作用。ZnO凝胶薄膜为透明介质，通讯波段激光可以通过介质传输到硅基器件中，对激光耦合效率不会产生大幅下降，固化成膜温度较低，不会影响器件性能，是良好的透明导电辅助键合介质。以透明导电介质ZnO作为辅助材料进行金属辅助键合，实现全平面电极及大范围散热。

在本实施例中，所述制作具有凹槽的III-V族激光器包括：

步骤201：曝光定义III-V族激光器的开槽图形；

步骤202：生长P型一侧金属电极；

步骤203：干法刻蚀或湿法腐蚀形成凹槽；

步骤204：对III-V族激光器衬底进行减薄和抛光；

步骤205：生长N型掺杂一侧电注入电极；

步骤206：自然解理形成法布里-珀罗腔。

所述步骤201中，用盐酸、磷酸溶液腐蚀III-V族有源材料绝缘保护层，暴露出P型重掺杂区域。在P型重掺杂区域曝光激光器槽型图形，曝光后去除胶底，以P型一侧生长的金属电极作为金属掩膜刻蚀激光器结构。此外，也可以使用SiO2、光刻胶作掩膜制作激光器槽型结构和台面结构。

其中，所述III-V族激光器的开槽图形不局限于条形双面电极结构，可以为常规法布里波罗谐振腔激光器结构，采用双面电极电学注入或同面电极电学注入均可满足激光器部分的设计要求。

所述步骤202中，淀积金属形成选区金属电极的覆盖，可以是钛金合金作为电极金属，该金属合金在酸溶液中性质稳定。其中，在制作的III-V族激光器芯片上选区生长金属实现电极的选区覆盖；不同形状的电极作为电流注入区域对激光器的发光区域进行横向限制。所述P型一侧金属电极作为P型掺杂一侧注入电极，同时也作为金属掩膜制作激光器槽型结构。

所述步骤203中，以电极金属作为掩膜进行刻蚀，即将生长合金后的晶圆浸泡在丙酮中带胶剥离，形成刻蚀凹槽区域，其中，刻蚀方法可根据金属的不同选择湿法腐蚀或者干法刻蚀。之后，将金属掩膜完成的器件放入酸性腐蚀液中进行腐蚀，该腐蚀液使用磷酸，盐酸，醋酸和硝酸的混合溶液进行速率控制。在腐蚀过程中通过台阶仪测试腐蚀深度，控制器件的深度保持在有源层上方20～200nm左右位置。腐蚀深度不能达到有源层，腐蚀有源层会导致器件损伤，降低器件发光效率。在激光器有源材料生长过程中可以通过设置刻蚀停止层来控制腐蚀深度。

其中，所述制作具有凹槽的III-V族使用光刻工艺进行制作，可以是通过生长贵金属直接作为金属掩膜进行湿法腐蚀，此方法的工艺步骤减少；也可以是选择光刻胶作为掩膜进行刻蚀，再套刻形成金属电极。由于贵金属在酸性溶液中性质稳定，不与大部分酸性溶液发生反应，所以直接使用金属作为掩膜，减少一步光刻工艺。工艺的减少可以增加器件的可靠性，降低失误率。以金属作为掩膜后直接进行器件的腐蚀，腐蚀到设计深度后完成激光器P型一侧的制作。将激光器N型一侧减薄，减薄后再次整面淀积金属，退火后进行自然解理形成法布里-珀罗腔，完成激光器的制作。

所述步骤204中，刻蚀完成激光器槽型结构后，将衬底减薄，减薄至120um左右后进行抛光。

所述步骤205中，抛光后再生长N型一侧电极。N型重掺杂一侧电极选择AuGeNi合金作为电极，在合金电极上直接淀积金属Au为键合后打金线封装定义管脚做准备。

所述步骤206中，工艺完成后进行退火，半导体表面生长的金属没有进行退火工艺会造成电阻较大，退火后会在界面附近形成欧姆接触，大幅降低接触电阻，增加电流注入，降低局部发热。退货之后，将所述III-V族激光器自然解理形成法布里-珀罗腔。

在本实施例中，所述将所述脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合包括：

步骤301：将所述脊型波导结构固定在键合机基板上、所述III-V族激光器固定在真空吸头上，并将所述脊型波导结构与所述III-V族激光器的凹槽对准；

步骤302：将所述III-V族激光器翻转接触所述脊型波导结构后施压键合。

所述步骤301中，将SOI波导固定在键合机基板上，再将III-V族激光器固定在真空吸头上，通过光学成像进行对准。将SOI波导与III-V族激光器凹槽对准，使所述脊型波导结构位于所述III-V族激光器凹槽影像中间，该刻蚀槽结构优势在于波导只要嵌入深槽中后不易由于翻转过程中的横向作用脱离刻蚀槽的耦合结构。

所述步骤302中将III-V族激光器翻转接触SOI波导结构后施压键合，键合过程包括常温施压，升高温度且保持压力。其中，键合的方法可以是利用Flip-Chip进行键合，将硅基传输器件嵌入激光器槽型结构中，形成倏逝波耦合结构，垂直耦合激光。优选的，所述加压键合的压力为0.5～6N之间，键合温度为140～200℃之间，维持施压键合时间为2～10min之间。

在本实施例中，所述施压键合之后还可包括：将键合后的器件保持加热状态，蒸发ZnO透明导电凝胶中溶剂，降低薄膜电阻，使ZnO薄膜形成高质量导电薄膜。导电性在固膜过程中得到提高，随着固膜完成，透明导电介质电阻下降，成为良导体，作为辅助电极在激光器一侧成为电注入窗口。

在本实施例中，键合混合激光器使用的仪器可以是Flip-Chip，或是其他可以满足本发明键合要求的其他仪器。

根据本发明的另一个实施例，提供一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构，所述激光器结构为通过上述方法制备而成的激光器结构，如图3所示，包括：SOI脊型波导结构和凹槽型III-V族激光器；其中，所述脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器的凹槽内以形成倏逝波耦合结构。

III-V族材料激光器采用开槽结构，通过选区生长金属实现电极的选区覆盖。选区覆盖电极可以对光形成光学限制，形成片上激光器。输出部分由硅基传输器件组成，键合后III-V族材料激光器的发光垂直耦合进入硅基传输器件，实现上下耦合光学输出。

在本实施例中，所述键合区部分可包括：

透明导电介质1，可以是ZnO透明导电凝胶薄膜，该材料采用旋涂方法成膜后为透明导电材料，对于近红外光波长透过率>90％，电阻30欧姆到200欧姆，旋涂厚度20nm-300nm范围，其中透明导电材料还可以选择ITO等材料，厚度120nm-500nm；所述透明导电介质1也可以是ITO材料或BCB透明介质，其中，使用ITO材料需要配合辅助键合金属，如In等材料，使用BCB透明材料需要配合使用导电金属和同面电极的工艺方法，实现电学泵浦。

键合材料5，键合材料可以有多种选择，可选择金属材料，如金属In，金属In在130℃到220℃之间处于熔融状态，施加压力可以实现金属形状的改变，恢复常温后可以保持表面粘性和导电特性。

优选的，所述凹槽型III-V族材料激光器为带有自然解理形成法布里-波罗腔的凹槽型III-V族材料激光器，所述SOI脊型波导结构为具有ZnO透明导电凝胶薄膜的SOI脊型波导结构。其中，ZnO透明导电溶胶凝胶薄膜作为P型一侧辅助电极，同时ZnO对近红外波段透明；正面的ZnO透明导电溶胶凝聚可以起到均匀电流注入和散热的作用。

在本实施例中，所述凹槽型III-V族激光器包括有源层，且所述凹槽型III-V族激光器的凹槽底部至所述有源层的距离为20-200nm之间。

在本实施例中，所述SOI波导部分，硅基材料的结构选择和具体参数根据激光器的发光波长和传输特性进行设计，通常波导结构高度不能低于200nm。凸起的传输部分不大于所述III-V族激光器部分的凹槽，硅基波导宽度500nm-50μm，刻蚀深度200nm-2.5μm，以能嵌入其凹槽为准；所述SOI波导部如图2所示可包括：

Si基波导结构2，被刻蚀为脊型波导结构；

氧化层埋层3，厚度为1000－2000nm；

硅基衬底4，厚度为340－2000nm。

在本实施例中，所述III-V族激光器部分为发光中心波长在1550nm或1310nm波段的InP基量子阱材料或GaAs基量子点材料，波导宽度500nm-200μm，波导台面刻蚀深度500nm-3μm；具有一个凹槽，凹槽的形状可以是但不局限于矩形，槽宽500nm-250μm，深度800nm-2.5μm；所述III-V族激光器如图3所示可包括：

P型电极6，可以选择贵金属作为金属电极，如Ti或Au，淀积金属区分P型区域和N型区域，P型区域选择硬度高金属，N型区域选择含有金属金的合金作为电极，帮助实现金线封装键合工艺，厚度为100nm-500nm；

第一过度层7，材料为P型InGaAs；

激光器槽型结构8，材料为P型InP；

第二过渡层9，材料为U-InAlAs/InAlGaAs，作为刻蚀停止层，厚度为20nm-200nm；

量子阱层10，材料可以是InP基量子阱或量子点材料，也可以是GaAs基量子阱或量子点材料；

缓冲导电层11，材料为N型InP；

衬底12，为N型或P型InP基衬底；

N型电极13，材料可以是AuGeNi合金，合金厚度为200nm。

其中，III-V族激光器芯片不局限于采用金属掩模制作，可以采用常规半导体激光器工艺制作共面电极结构和双面(非共面)电极结构的III-V族激光器器件，在III-V族激光器波导上制作待键合用的开槽结构。

其中，采用湿法腐蚀方法制作开槽结构时，利用刻蚀停止层控制开槽深度，对于刻蚀停止层为InAlGaAs的量子阱材料，使用腐蚀液包含盐酸、硝酸、磷酸等酸溶液，湿法腐蚀时间30s到25min。

本发明中，以上所述的具体实施办法提供了一种混合激光器的设计结构，这种结构可以实现混合激光器垂直方向和侧向的耦合结合，深槽结构在空间上限制了硅波导的位置，增加了耦合强度，使垂直耦合和侧向耦合同时存在。另外在该结构中使用金属作为掩膜的方法简化了激光器常规工艺步骤，使用ZnO透明导电溶胶凝聚辅助键合帮助提高键合强度，降低工艺难度，正面电极提供了面电极注入和大面积散热环境。在具体的工艺流程中，可以根据实际情况和具体器件结构调整工艺参数，实现不同结构的键合方案。

本实施例中的硅基材料和III-V族激光器的结构均可以重新设计，可以使用微盘、微环、光子晶体等微腔结构或带有调制作用的硅基器件进行光耦合。

需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，包括：

制备SOI脊型波导结构；

制作具有凹槽的III-V族激光器；

所述制作具有凹槽的III-V族激光器包括：

曝光定义III-V族激光器的开槽图形；

生长P型一侧金属电极；

干法刻蚀或湿法腐蚀形成凹槽；

对III-V族激光器衬底进行减薄和抛光；

生长N型掺杂一侧电注入电极；

自然解理形成法布里-珀罗腔；

将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合，键合后形成倏逝波耦合结构，激光器发光从SOI波导端口耦合输出。

2.根据权利要求1所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述制备SOI脊型波导结构包括：

刻蚀SOI硅波导形成SOI脊型波导结构；

在所述SOI脊型波导结构淀积金属In，并使用带胶剥离方法将波导区域的金属In进行剥离；

旋涂ZnO透明导电凝胶薄膜，形成均匀的ZnO薄膜。

3.根据权利要求2所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述刻蚀SOI硅波导形成SOI脊型波导结构包括：

使用硫酸双氧水混合溶液清洗SOI硅波导结构；

曝光定义脊型波导图形；

固膜光刻胶；

采用等离子体干法刻蚀技术或湿法腐蚀技术对SOI硅波导进行刻蚀形成脊型波导结构。

4.根据权利要求1所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述曝光定义III-V族激光器的开槽图形包括：

腐蚀III-V族有源材料绝缘保护层，暴露出P型重掺杂区域；

在P型掺杂区域曝光定义激光器槽型图形；

去除激光器上的胶底；

以P型一侧生长的金属电极作为金属掩膜刻蚀激光器结构。

5.根据权利要求1所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述生长P型一侧金属电极为将生长金属电极后的激光器浸泡在丙酮中带胶剥离。

6.根据权利要求2所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，将所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器凹槽对准并进行键合包括：

将所述SOI脊型波导结构固定在键合机基板上；

将所述III-V族激光器固定在真空吸头上；

将所述SOI脊型波导结构与所述III-V族激光器的凹槽对准；

将所述III-V族激光器翻转接触所述SOI脊型波导结构后施压键合。

7.根据权利要求6所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述施压键合之后还包括：将键合后的器件保持加热状态，蒸发ZnO透明导电凝胶中溶剂，降低薄膜电阻，使ZnO薄膜形成透明导电薄膜。

8.根据权利要求6所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构的方法，其特征在于，所述施压键合的压力为0.5~6N之间，键合温度为140℃~200℃之间，维持施压键合时间为2min~10min之间。

9.一种利用如权利要求1~8任一项所述的方法制备的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构，包括：SOI脊型波导结构和具有凹槽的III-V族激光器；其中，所述SOI脊型波导结构嵌入所述III-V族激光器的凹槽内以形成倏逝波耦合结构。

10.根据权利要求9所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构，其特征在于，所述SOI脊型波导结构还包括透明导电介质，且所述透明导电介质为ZnO薄膜、ITO材料或BCB透明介质。

11.根据权利要求9所述的III-V族/硅材料开槽键合的激光器结构，其特征在于，所述具有凹槽的III-V族激光器包括有源层，且所述具有凹槽的III-V族激光器的凹槽底部至所述有源层的距离为20-200nm之间。

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