CN113328338B - 光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法，激光器包括：硅基衬底；III‑V族亚微米线，啁啾一维光子晶体；其中，III‑V族亚微米线叠加在硅基衬底上，啁啾一维光子晶体制备在III‑V族亚微米线中形成光子晶体微腔。制备方法包括：在硅基衬底上沉积二氧化硅介质层，刻蚀二氧化硅介质层及部分硅基衬底，形成至少一个连通沟槽；在至少一个连通沟槽中外延生长III‑V族亚微米线并抛光，保留其中一个III‑V族亚微米线并刻蚀，制备啁啾一维光子晶体形成光子晶体微腔。本发明引入光子晶体微腔，可实现激光器的小噪声低阈值单模电注入激射特性，推动硅基激光器的微型化。

Description

光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法。

背景技术

时间的演变伴随着科技的发展。在微电子集成技术的推动下，信息化、网络化和智能化成为当今时代发展的趋势。但是，随着集成电路特征尺寸的逐渐减小，材料的物理化学特性、元器件的工作原理以及制造工艺的可靠性等方面出现了许多新的问题，进一步提高集成度会引起器件的带宽、功耗、速度、时延等无法按照人们的预期发展。相对来讲，光信号具有功耗低、速度快、时延小、抗干扰性好等优势，同时为了充分发挥硅基CMOS平台的优势，将二者结合起来成为一种可选的方案。目前，硅基光电子集成技术已经成为信息技术发展的必然和业界的普遍共识。

一个完整的硅基光电子集成系统主要包含激光器、滤波器、调制器、探测器、CMOS电路等。近年来，硅基光波导、光开关、调制器、探测器等基本光学元件已经发展的比较成熟。然而，由于硅是间接带隙，难以制成适用于硅基光电子集成系统的理想光源和放大器。因此硅基光源尤其是硅基激光器成为硅基光电子集成进一步发展的主要难题之一。

III-V族半导体材料有很好的发光特性，将硅和III-V族结合在一起制备硅基激光器不失为一种好的选择。但是在硅上直接异质外延III-V半导体材料会由于二者晶格常数不同，热膨胀系数不同引起失配位错，同时也会存在由于二者极性不同引起的反相畴。目前最为成熟的解决方案是键合，但是该方式在成品率、尺寸、与传统的CMOS工艺兼容性等方面有它自身的局限性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本发明提供一种光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法，用于至少部分解决以上技术问题。

(二)技术方案

本发明提供一种光子晶体微腔硅基激光器，包括：硅基衬底1；III-V族亚微米线3；啁啾一维光子晶体4；其中，III-V族亚微米线3叠加在硅基衬底1上并部分嵌入硅基衬底1，啁啾一维光子晶体4制备在III-V族亚微米线3中形成光子晶体微腔8。

可选地，硅基衬底1包括：依次叠加的SOI底硅101，SOI box层102和SOI顶硅103。

可选地，光子晶体微腔硅基激光器还包括：上金属电极6和下金属电极7；其中，上金属电极6与III-V族亚微米线3相叠加，且不完全覆盖III-V族亚微米线3；下金属电极7与硅基衬底1相叠加，且不与III-V族亚微米线3接触。

可选地，啁啾一维光子晶体4包括：反射区域A和/或渐变区域B；其中，反射区域A包含介质孔的半径和孔间距为常数，渐变区域B包含介质孔的半径和/或孔间距向靠近光子晶体微腔8的方向以渐变形式逐渐减小。

可选地，渐变区域B包含的介质孔半径或者孔间距的渐变方式包括线性变化、抛物线型变化或正弦变化中的任意一种。

本发明另一方面提供一种光子晶体微腔硅基激光器制备方法，包括：在硅基衬底1上沉积二氧化硅介质层2，刻蚀二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1，形成至少一个连通沟槽；在至少一个连通沟槽中生长III-V族亚微米线3；抛光III-V族亚微米线3；保留抛光后的其中一个III-V族亚微米线3，并刻蚀保留的III-V族亚微米线3，制备啁啾一维光子晶体4形成光子晶体微腔8。

可选地，光子晶体微腔硅基激光器制备方法还包括：腐蚀去除二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1；在硅基衬底1上旋涂BCB层5；刻蚀BCB层5，沉积金属，制备上金属电级6和下金属电级7。

可选地，刻蚀二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1，形成至少一个连通沟槽包括：刻蚀二氧化硅介质层2形成至少一个矩形沟槽；腐蚀至少一个矩形沟槽下方的硅基衬底1形成至少一个V形沟槽，V形沟槽与矩形沟槽连通形成至少一个连通沟槽。

可选地，抛光III-V族亚微米线3包括：保留部分III-V族亚微米线3中的上接触层，抛光上接触层至上接触层的表面粗糙度小于0.5nm。。

可选地，刻蚀BCB层5，沉积金属，制备上金属电级6和下金属电级7包括：刻蚀BCB层5至上接触层，刻蚀不与III-V族亚微米线3接触的BCB层5至部分保留的硅基衬底1；在上接触层和部分保留的硅基衬底1上光刻定义电极窗口，在电极窗口中溅射金属，带胶剥离，完成上金属电极6和下金属电极7的制备。

(三)有益效果

本发明提供一种光子晶体微腔硅基激光器，通过将硅基衬底和光子晶体相结合，并设计使光子晶体微腔缺陷模式和有源区增益峰值一致，使得激光器的激发模式对应缺陷模式被高效限制在谐振腔内，非激发模式对应光子晶体禁带被抑制，自发辐射模式数降低，不仅可有效改善激光器的噪声特性，还可以有效降低激射阈值，且实现单模特性。

本发明的光子晶体微腔激光器采用光子晶体微腔，亚微米级的小腔长有助于实现硅基III-V族激光器的微型化，可有效降低增益区包含硅基III-V族外延材料缺陷的概率，进一步降低了激射阈值。

本发明的光子晶体微腔激光器通过不完全覆盖III-V族亚微米线结构的上金属电极以及覆盖在硅基衬底上表面的下金属电极，实现了有效的载流子注入的同时，大大降低了由金属接触引起的光学损耗，提供了一种电注入单模低阈值激射激光器。

本发明还提供了一种激光器制备方法，结合连通沟槽的选区外延方式，借助二氧化硅侧壁抑制失配位错，硅衬底制备V型沟槽抑制反相畴，进而在硅衬底上外延高质量的III-V材料，实现了一种大规模集成硅基光源的方式，另外，制备与III-V族亚微米线结构不完全接触的上下金属电极，实现了电注入单模低阈值激射硅基激光器的制备。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的光子晶体微腔硅基激光器结构图；

图2示意性示出了根据本发明实施例的光子晶体微腔硅基激光器结构俯视图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的III-V族亚微米线俯视图；

图4示意性示出了根据本发明实施例的激光器制备方法流程图；

图5示意性示出了根据本发明实施例的连通沟槽结构图；

图6示意性示出了根据本发明实施例的外延III-V亚微米线后的激光器结构图；

图7示意性示出了根据本发明实施例的抛光III-V族亚微米线后的激光器结构图；

图8示意性示出了根据本发明实施例的移除未被掩蔽III-V族亚微米线后的激光器结构图；

图9示意性示出了根据本发明实施例的制备啁啾一维光子晶体后的激光器结构图；

图10示意性示出了根据本发明实施例的旋涂BCB层后的激光器结构图；

图11示意性示出了根据本发明实施例的制备金属电极后的激光器结构图。

【附图标记说明】

1-硅基衬底

101-SOI底硅

102-SOI box层

103-SOI顶硅

2-二氧化硅介质层

3-III-V族亚微米线

4-啁啾一维光子晶体

5-BCB层

6-上金属电极

7-下金属电极

8-光子晶体微腔

A-反射区域

B-渐变区域

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，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。说明书中示例的各个实施例中的技术特征在无冲突的前提下可以进行自由组合形成新的方案，另外每个权利要求可以单独作为一个实施例或者各个权利要求中的技术特征可以进行组合作为新的实施例，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的元件或实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，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的值。

除非存在技术障碍或矛盾，本发明的上述各种实施方式可以自由组合以形成另外的实施例，这些另外的实施例均在本发明的保护范围中。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

图1示意性示出了根据本发明实施例的光子晶体微腔硅基激光器结构图。

图2示意性示出了根据本发明实施例的光子晶体微腔硅基激光器结构俯视图。

根据本发明的实施例，如图1所示，光子晶体微腔硅基激光器的出光方向例如为垂直硅基III-V族亚微米线3的上表面向上。光子晶体微腔硅基激光器例如包括：硅基衬底1，III-V族亚微米线3和啁啾一维光子晶体4。其中，III-V族亚微米线3叠加在硅基衬底1上，啁啾一维光子晶体4制备在III-V族亚微米线3中形成光子晶体微腔8。III-V族亚微米线3的下端例如可以嵌入硅基衬底1中。III-V族亚微米线3自下而上依次例如可以是缓冲层，下接触层，下波导层，量子阱有源区，上波导层，上接触层。为实现激光器的电致发光，激光器例如还包括：上金属电极6和下金属电极7。其中，上金属电极6与III-V族亚微米线3相叠加，且不完全覆盖III-V族亚微米线3，例如可以对称分布于III-V族亚微米线3两端。下金属电极7与硅基衬底1相叠加，且不与III-V族亚微米线3接触，如图2所示。上金属电极7注入的载流子沿着刻蚀啁啾一维光子晶体4的波导条状部分传输，下电极注入的载流子从硅基衬底1的顶层硅向III-V族亚微米线3下接触层流动，可有效的完成光子晶体微腔8的增益区载流子注入，并且上金属电极6与III-V族亚微米线3的不完全接触，大大降低了金属接触引起的光学损耗。

图3示意性示出了根据本发明实施例的III-V族亚微米线俯视图。

根据本发明的实施例，如图3所示，在III-V族亚微米线3中制备啁啾一维光子晶体4形成光子晶体微腔8。啁啾一维光子晶体例如包括反射区域A和/或渐变区域B；其中，反射区域A例如包含介质孔，介质孔的半径和孔间距为常数，即各介质孔间可以是等间距的，渐变区域B例如包含介质孔，介质孔的半径和/或孔间距向靠近光子晶体微腔8的方向，即从两端向中间以渐变形式逐渐减小。介质孔可以为圆形结构，光子晶体微腔8的腔长例如可以为亚微米级。啁啾一维光子晶体4为所有介质孔的总和，啁啾一维光子晶体4例如可以由对称分布的反射区域A和渐变区域B构成，其中反射区域A光子晶体的禁带中心对应波长例如可以与有源区增益波长匹配，渐变区域B例如以构造高斯变化的介质带归一化频率为依据渐变结构参数，其渐变方式例如可以为占空比或者光子晶体周期逐渐变化，变化方式例如包括线性变化、抛物线型变化和正弦变化等。

根据本发明的实施例，光子晶体微腔具有高Q值和小腔长等特点，例如可以设计光子晶体的缺陷模式，即介质孔的排列方式及间距等，使光子晶体禁带中心对应的波长与量子阱有源区的增益峰值一致，可以使激光器的激发模式对应缺陷模式被高效限制在谐振腔内，非激发模式对应光子晶体禁带被抑制，自发辐射模式数降低，不仅可以有效改善激光器的噪声特性，还可以有效降低激射阈值，并且实现激光器的单模特性。

根据本发明的实施例，硅基衬底1例如可以包括：依次叠加的SOI底硅101，SOI box层102和SOI顶硅103。SOI box层的存在可以降低光场衬底泄露损耗，提高了激光器的光利用率。

图4示意性示出了根据本发明实施例的激光器制备方法流程图。

如图4所示，本发明另一方面提供一种光子晶体微腔硅基激光器制备方法，例如包括：

S401，在硅基衬底1上沉积二氧化硅介质层2，刻蚀二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1，形成至少一个连通沟槽。

图5示意性示出了根据本发明实施例的连通沟槽结构图。

根据本发明的实施例，如图5所示，例如可以在硅基衬底1上沉积二氧化硅介质层2，光刻定义矩形沟槽区域，刻蚀二氧化硅层形成矩形沟槽。腐蚀矩形沟槽下方的SOI顶硅103例如形成V形沟槽，V形沟槽与矩形沟槽连通形成连通沟槽。

优选地，V形沟槽顶部宽度不小于矩形沟槽的宽度，深度不高于SOI顶层硅103的厚度。

S402，在至少一个连通沟槽中外延生长III-V族亚微米线3。

图6示意性示出了根据本发明实施例的外延III-V族亚微米线后的激光器结构图。

根据本发明的实施例，如图6所示，在连通沟槽中生长III-V族亚微米线3。硅基III-V族亚微米线3自下而上例如包括：缓冲层，下接触层，下波导层，量子阱有源区，上波导层和上接触层。具体地，硅基III-V族亚微米线结构，从下至上例如可以依次为：GaAs缓冲层，InP下接触层，下波导层，量子阱有源区(有源区波长例如可以为1550nm)，InP上波导层，InGaAs上接触层。

S403，抛光III-V族亚微米线3。

图7示意性示出了根据本发明实施例的抛光III-V族亚微米线后的激光器结构图。

根据本发明的实施例，如图7所示，硅基III-V族亚微米线3顶部抛光后，部分上接触层被保留，粗糙度例如小于0.5nm。

S404，保留抛光后的其中一个III-V族亚微米线3，并刻蚀保留的III-V族亚微米线3，制备啁啾一维光子晶体4形成光子晶体微腔8。

图8示意性示出了根据本发明实施例的移除未被掩蔽III-V族亚微米线后的激光器结构图。

图9示意性示出了根据本发明实施例的制备啁啾一维光子晶体后的激光器结构图。

根据本发明的实施例，如图8所示，沉积掩蔽层，光刻定义掩蔽区域以保留其中一个III-V族亚微米线3，反应离子刻蚀制备掩蔽层，ICP刻蚀移除未被掩蔽的III-V族亚微米线3。如图9所示，在保留的III-V族亚微米线3上，电子束曝光定义啁啾一维光子晶体图形，ICP刻蚀制备构成啁啾一维光子晶体4的孔状结构形成光子晶体微腔8。

优选地，介质孔在矩形沟槽宽度方向的尺寸小于矩形沟槽的宽度，在矩形沟槽深度方向的尺寸不大于矩形沟槽的深度。

S405，腐蚀去除二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1，在硅基衬底1上旋涂BCB层5。

图10示意性示出了根据本发明实施例的旋涂BCB层后的激光器结构图。

根据本发明的实施例，腐蚀二氧化硅介质层2及部分硅基衬底1，旋涂BCB层5，如图10所示。例如涂覆并固化BCB层5(苯并环丁烯)来包覆III-V族亚微米线3，同时，BCB层5也填充了构成啁啾一维光子晶体的孔状结构，形成介质孔。

优选地，BCB层5的顶部高于顶部抛光后的硅基III-V族亚微米线的顶部，保证整个器件的平坦度。

S406，刻蚀BCB层5，沉积金属，制备上金属电级6和下金属电级7。

图11示意性示出了根据本发明实施例的制备金属电极后的激光器结构图。

根据本发明的实施例，刻蚀BCB层5至III-V族亚微米线3上表面，刻蚀不与III-V族亚微米线3接触的BCB层5至部分保留的硅基衬底1。光刻定义上金属电极和下金属电极区域，溅射金属电极，带胶剥离，制备上金属电极6和下金属电极7，至此完成光子晶体微腔硅基激光器的制备。

优选地，下金属电极7对称分布在III-V族亚微米线3的两侧，位于保留的SOI顶硅103的上部并与其形成欧姆接触。上金属电极6对称分布在形成光子晶体微腔8的啁啾一维光子晶体4两侧，位于III-V族亚微米线3上接触层顶部以及III-V族亚微米线3两侧的BCB层5上，并与III-V亚微米线3的上接触层形成欧姆接触。

为便于更好地理解本发明的技术方案，以顶层硅为N型重掺杂的SOI衬底为例，本发明该具体实施例的激光器制备方法例如包括：

步骤一：通过热氧化技术获得厚度例如为500nm的SOI顶硅103和厚度例如为1000nm的二氧化硅介质层2，通过图形转移技术和干法刻蚀技术，沿着SOI顶硅103的<110>方向，在二氧化硅介质层2上刻蚀出周期性的矩形沟槽，其中，矩形沟槽宽度例如为500nm，深度例如等于所制备的第二二氧化硅层2的厚度，相邻矩形沟槽之间的间隔例如为3μm。

步骤二：例如用KOH溶液腐蚀SOI顶硅103，在矩形沟槽下方例如腐蚀出V形沟槽，矩形沟槽和V形沟槽连通形成连通沟槽。将样品放在稀HCl中浸泡1-2min，去除附着在连通沟槽内壁上的KOH和硅的化学反应产物，用去离子水洗净片子。

优选地，腐蚀出的V形沟槽顶部宽度例如不小于矩形沟槽的宽度，V形沟槽的深度例如不大于SOI衬底顶硅103的高度，例如以Si的两个<111＞面构成V形槽为最佳刻蚀结果。如图5。

步骤三：利用MOCVD在连通沟槽内依次外延III-V族亚微米线3，自下而上包括但不限于以下六层：N型GaAs缓冲层，N型InP下接触层，下波导层，量子阱有源区，InP上波导层和P型InGaAs上接触层，如图6。采用化学机械抛光磨平III-V族亚微米线3，控制速率和时间等参数，使抛光后获得的III-V族亚微米线3上表面其粗糙度小于0.5nm，且顶部为P型InGaAs上接触层。

步骤四：PECVD沉积二氧化硅掩蔽层，通过光刻定义掩蔽区，反应离子刻蚀图形化二氧化硅，ICP进行刻蚀，二氧化硅掩蔽层覆盖的III-V族亚微米线3被保留，没有二氧化硅掩蔽层覆盖的III-V族亚微米线3被刻蚀去除，如图8。在保留下来的III-V族亚微米线3中，电子束曝光定义啁啾一维光子晶体，ICP刻蚀制备构成啁啾一维光子晶体4的孔状结构，如图9，其中孔状结构为圆形。

步骤五：采用HF溶液腐蚀掉沉积的二氧化硅掩蔽层和热氧化制备的二氧化硅介质层，用KOH溶液刻蚀SOI顶硅103，降低衬底泄露损耗。为了保证有效的电流注入，通过控制腐蚀时间、溶液浓度等参数，保留例如150nm厚的SOI顶硅103做下接触层。涂覆并固化BCB层5至例如顶部高于III-V族亚微米线3顶部，如图10。

步骤六：ICP刻蚀BCB层5至III-V族亚微米线3上表面。光刻定义下电极区域，刻蚀不与III-V族亚微米线3接触BCB层5至SOI顶硅103。光刻定义上金属电极和下金属电极沉积区域，溅射金属电极，带胶剥离完成各金属电极的制备，如图11。其中，BCB层5主要用作热衬和支撑亚微米线，提高了器件的机械稳定性和热性能。

根据本发明的实施例，通过上述制备方法，完成了如图1所示的光子晶体微腔硅基激光器的制备。

综上所述，本发明实施例提出一种光子晶体微腔硅基激光器及其制备方法。通过将光子晶体引入硅基激光器，采用光子晶体微腔，借助小的腔长，降低了有源区包含缺陷的概率，借助微腔的缺陷模式特性，将目标模式高效限制在腔内，并借助光子晶体结构特性，合理设置电极，降低了金属吸收损耗的影响，进而实现了单模电注入激射。通过SOI衬底V型槽结构和二氧化硅侧壁选区外延的制备方法有效减少了反相畴、位错等缺陷，然后通过合理设计与III-V族亚微米线结构部分接触的金属电极，实现了光子晶体微腔硅基激光器的制备。

方法实施例部分未尽细节之处与装置实施例部分类似，请参见装置实施例部分，此处不再赘述。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

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，所应理解的是，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。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (7)

1.一种光子晶体微腔硅基激光器，其特征在于，包括：

硅基衬底（1）；

III-V族亚微米线（3）；

啁啾一维光子晶体（4）；

其中，所述III-V族亚微米线（3）叠加在所述硅基衬底（1）上并部分嵌入所述硅基衬底（1），所述啁啾一维光子晶体（4）制备在所述III-V族亚微米线（3）中形成光子晶体微腔（8）；

上金属电极（6）和下金属电极（7）；

其中，所述上金属电极（6）与所述III-V族亚微米线（3）相叠加，且不完全覆盖所述III-V族亚微米线（3）；所述下金属电极（7）与所述硅基衬底（1）相叠加，且不与所述III-V族亚微米线（3）接触。

2.根据权利要求1所述的光子晶体微腔硅基激光器，其特征在于，所述硅基衬底（1）包括：

依次叠加的SOI底硅（101），SOI box层（102）和SOI顶硅（103）。

3.根据权利要求1所述的光子晶体微腔硅基激光器，其特征在于，所述啁啾一维光子晶体（4）包括：

反射区域（A）和/或渐变区域（B）；

其中，所述反射区域（A）包含介质孔的半径和孔间距为常数，所述渐变区域（B）包含介质孔的半径和/或孔间距向靠近所述光子晶体微腔（8）的方向以渐变形式逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的光子晶体微腔硅基激光器，其特征在于，所述渐变区域（B）包含的介质孔半径或者孔间距的渐变方式包括线性变化、抛物线型变化或正弦变化中的任意一种。

5.一种光子晶体微腔硅基激光器制备方法，其特征在于，包括：

在硅基衬底（1）上沉积二氧化硅介质层（2），刻蚀所述二氧化硅介质层（2）及部分所述硅基衬底（1），形成至少一个连通沟槽；

在所述至少一个连通沟槽中生长III-V族亚微米线（3）；

抛光所述III-V族亚微米线（3）；

保留抛光后的其中一个所述III-V族亚微米线（3），并刻蚀保留的所述III-V族亚微米线（3），制备啁啾一维光子晶体（4）形成光子晶体微腔（8）；

腐蚀去除所述二氧化硅介质层（2）及部分所述硅基衬底（1）；

在所述硅基衬底（1）上旋涂BCB层（5）；

刻蚀所述BCB层（5）至所述III-V族亚微米线（3）中的上接触层，刻蚀不与所述III-V族亚微米线（3）接触的所述BCB层（5）至部分保留的所述硅基衬底（1）；

在所述上接触层和所述部分保留的所述硅基衬底（1）上光刻定义电极窗口，在所述电极窗口中溅射金属，带胶剥离，完成上金属电极（6）和下金属电极（7）的制备。

6.根据权利要求5所述的光子晶体微腔硅基激光器制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述二氧化硅介质层（2）及部分所述硅基衬底（1），形成至少一个连通沟槽包括：

刻蚀所述二氧化硅介质层（2）形成至少一个矩形沟槽；

腐蚀所述至少一个矩形沟槽下方的所述硅基衬底（1）形成至少一个V形沟槽，所述V形沟槽与所述矩形沟槽连通形成所述至少一个连通沟槽。

7.根据权利要求5所述的光子晶体微腔硅基激光器制备方法，其特征在于，所述抛光所述III-V族亚微米线（3）包括：

保留部分所述III-V族亚微米线（3）中的上接触层，抛光所述上接触层至所述上接触层的表面粗糙度小于0.5 nm。

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