光发射器集成OEIC基础工艺

由于OEIC需要将光电器件和IC做在一个单片上,且光电器件一般是纵}勺多层结构,而电子器件一般是平而横向结构,需要高质量的SI衬底。这样就对两者的制造提出了新的要求。而我们就近年来在OEIC制作中采用的一些新工艺作简要介绍。

首先在SI衬底上腐蚀出一个槽而,让槽的深度等于激光器的厚度。在槽里生长激光器的外延层,然后二次外延生长FE犷r结构。这里由于采用了二次外延技术,增加了工艺的难度,因而降低了可乖复性。光电子器件的厚度为3一6“m,比电子器件大许多倍,这给光刻和连线带来了困难,为解决这一矛后采用了电化学抛光和选择腐蚀。衬底材料和外延层对OEIC的制造都非常重要,为了获得长寿命和较好的工作特性,要求衬底材料必须具有大面积均匀、高纯度及较低的位惜和缺陷密度。外延层通常用于制作光电器件,目前用LFE法生长的激光器和探测器已可以得到较高的量子效率,用MBE和MOCVD的方法不仅可以得到较高光学质量的晶体,而且具有高均匀性和可重复性,因而更适合于OEIC的制作。激光器是OEIC中非常重要的一部分,它必须满足以下要求:(1)低阀值电流,(2)阀值电流对温度的依存关系较弱,(3)稳定的单模和窄谱线输出,(4)高调制速率。从低阀值电流的角度来看,掩埋型异质结构(EH)激光器较为理想,而且许多已做出的OEIC就是采用的BH-LD,不过由于BH-LD制作复杂,所以也采用了许多结构简单的激光器。

最适宜制作各种短波长和长波长激光器的GaAs和InP材料,同时又是制作微波晶体管等高速电子线路以及雪崩光电二极管(APD)等高速光电探测器的良好材料。OEIc继承了GaAs和IoP集成电路的高速性和光电器件的功能性,因而具有更强的功能和突出的优越性。由于在Ga人s衬底上已经得到了性能优良的结型探测器、激光器(LD)和场效品体管F(ET),并且制作工艺也较成熟。1978年Ya:vi实验室率先在GaAs衬底上实现了GaAIAs激光器和一个耿氏(Gu,In)器件的集成。此后许多实验室相继做出了各种结构的OEIC,文实现了LD/F（ET）的集成，得到了光电探测器与FET的集成和中继器的单片集成。OEIC具有许多优越性。它不仅由于集成了光电的多功能性，而且降低了寄生电容和寄生电感而极大地提高了速度,降低了噪声。另外,多元件的单片集成减少了系统结构所需要的元件数目,而且有更好的密集性和高度的可靠性,同时也减小了功耗。自1969年Millc:等191提出“集成光学”的概念以来,主要沿着两个方向发展,一个方向是OEIC。另一个方向是集成光路(OIC)它是在一块固体基片上,把光学元、器件集成一体,使之成为具有某种高级功能的光回路。l[前主要是在具有强光电效应的LINbO3(泥酸锉),错体上集成。但期望的是在G。A、和nIP衬底上制做光学元、器件,从而制作具有更强功能的OEIC。

OEIC的发展将使超大容量光通信、超高速信息处理、高精度测距等一系列领域产生质的飞跃。目前,国际上已经设计制作了多种结构的OEIC发射器(包括LD或LED、驱动电路和监控电路)、中继器(包括LD、晶体管放大器、光电探测器)和接收器(包括光电探测器和低噪声前置放大器)。从目前情况来看,GaAs光电子集成发射器最有希望早日达到实用化程度。通过近几年来对OEIC的探索与研究,关于它的可能应用前景已越来越明朗了,所涉及的领域将是非常广泛的,譬如超高速计算机内各芯片及各功能片之间的连接、计算机网、长途高速率光纤通信(对于GaAs系列可以用于光纤通信系统的局部网)、光纤传感和未来的光计算机等等。

由光源（激光器或发光二极管）及其驱动电路（有时也加监控或其它电路）组成的具有光发射功能的混合集成模块或单片集成组件。驱动电路必须提供足够的电流，因此要求搭配大电流的电器件。光发射器制作的关键问题是降低激光器的阈值电流。GaAs系量子阱（QW）激光器阈值电流为毫安量级，GaAs MESFET（金属一肖特基势垒场效应管）可提供符合要求的驱动电流，已有GaAs系光发射器集成。但适合1.3μm，1.5μm波长光纤通信发送电路用的InP系激光器（不论是异质结构还是量子阱结构），阈值电流还较高，达十几毫安，只制成了混合集成系列光发射器模块。单片集成的电器件很不成熟，工艺难度很大。对MISFET（金属-绝缘体-半导体场效应管）、JFET（结型场效应管）或异质结双极晶体管（HBT）进行了实验。将它们和激光器集成在InP基片上的工艺兼容性还有许多问题尚待解决。

此外，研究最多的是发射波长为1.55μm的带稳频的波长可调谐的分布反馈激光器列阵，它是频分复用及相干光通信系统迫切需要的光发射器集成组件。

日前,LD的制作主要采用液相外延生长(LPE)技术,LPE技术虽然鼓成熟、成本

低、也较方便,但是用它无法制作结构精细的器件。近年来,为了进一步提高LD的性能,保证高重复性、高均匀性和高可靠性,国际上发展了一些新的外延方法。

分子束外延(MBE)生长技术

MBE是70年代在真空蒸发的墓础上迅速发展起来的制备极薄单晶薄膜的新技术。其原理是在超高真空中.将组成化合物的各元素分别装入几个喷射炉内,面对喷射炉放置衬底,衬底加热到几百度,从加热的喷射炉喷出的热分子束,喷射到衬底表面,与表面反应产生单晶薄膜。和液相外延及气相外延相比,MBE具有以下特点:

(1)由于在杂质气压很低的超高真空中结晶生长,因此可制作高纯度单晶。(2)生长速度慢,为0.1-10个/秒,可以达到以单原子层精度生长超薄层薄膜。(3)生长温度低(对GaAs低于63。℃)。生长过程中主体原子和掺杂物质的扩散效应小,可以获得十分陡峭的组分变化。(4)权据二维结晶生长机理,可以得到原子级平整的异质结界面。(5)通过改变喷射炉温度很容易改变组分比和杂质的浓度。(6)利用电子束、离子束等各种表而分析技术可直接进行现场观测。

二十一世纪是光电子学时代，OEIC的进一步发展和实用化,将给许多领域带来一场新技术革命。

土狼激光发射器近来的人气极为火爆，高中低端的市场都得以充分吸纳，用户群相当广泛。成熟而具有运动气息的外型、加上实用的配置功能，必定能够吸引不少用户的喜爱。

可以分为薄板结构体系钢结构体系混合结构体系组合材质体系.

优点: 1.经久耐用.

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集成住宅的发展在中国的发展：

据了解，随着中国房地产的兴起，国外集成住宅企业看好中国市场，早在上个世纪90年代初期就有企业进入，但是因为中国的特殊国情，发展集成住宅时机尚未成熟，结果，没有多久，又有不少企业退出了中国市场。这两年，集成住宅重新出现在人们视野之中，集成住宅其诸多优点引起了发展商和消费者的关注，而且正在以迅猛的速度增长着。

与此同时，建设部等部门出台了系列推动集成住宅的政策法规，从2003年6月30日开始全面禁止使用粘土砖到及国办发72号文等一系列产业政策的出台，对独立式住宅，特别是超轻钢结构集成住宅的发展都起到了巨大的推动作用。据了解，目前全国市场上做集成住宅的企业已经超过50家，仅北京市至少有5家以上的企业。其中北新建材投资100亿元引进日本技术，打造集成住宅产业基地；迈特建筑科技（武汉）有限公司作为一家专业从事超轻钢结构住宅系统的中澳合资公司，集新型建筑材料开发、轻钢结构房屋研发、钢结构房屋设计、制造安装、销售、技术咨询为一体。在中国也业务也是如火如荼的进展开来。拓展的版图有西部逐渐扩展到中部和东部。一座座拔地而起的新型别墅成为了万众绿丛中一点红。湖南长沙远大第五代集成住宅（BH5），是远大住工历经十余年探索，充分吸纳美国、日本、新加坡等国家先进理念与技术，在第一、二、三、四代集成住宅基础上，推出的集多项专利与核心技术为一体的最新产品，匹配中国住宅的未来发展方向。

据了解，无论政府官员还是生产企业，都对集成住宅和轻钢结构住宅的发展前景持乐观态度.

轻钢结构住宅的集成化住宅发展阻碍：

虽然发展前景一片美好，但是，从现阶段的发展看，集成住宅发展也面临着诸多困境。迈特建筑科技（武汉）有限公司的董事长李磊介绍，虽然公司目前业务承接情况非常好，除了云南的项目，正在与不少开发商接洽合作事宜，但是，公司相当一部分精力被牵扯在市场推广上，因为市场对轻钢结构住宅了解得太少，存在太多误区，把轻钢结构住宅等同于仅能遮风避雨的廉价房，却没有看到它各方面优秀的表现。这样，迫使企业在开拓自己的业务的同时，不得不进行常识扫盲。另一方面，目前正是开创初期，国内真正拥有集成住宅技术的企业太少，这导致市场上的产品良莠不齐，不合格的产品大大影响了集成住宅在消费者心中的印象。在中国，轻钢结构住宅还是建造行业的一个新事物，它的集成化系统大大节省了建造时间，提高了建房的效率。可以预见，轻钢结构住宅的未来一定是充满了机遇与挑战。