Y7T338 硅光集成异质键合与直接生长III V
接着前两天，继续写硅光集成与三五族材料。因为硅不发光，做不了咱们光模块的激光器。原因在2020合集的第218页和第487页。
光模块需要激光器，就有了Flip chip工艺，比如Inphi、MACOM、POET、GF等
垂直光栅，导入激光器光源，比如Luxtera等
或者更简单一些，通过光纤导入，比如Ayar Labs，等。
异质键合，键说的是共价键，通过氧原子来做si和III V的原子之间的键合。Intel很多，现在的Juniper，HPE等在进入投资和研究，之前写过他们的工艺路线。
异质键合的成本比较高，主要是硅片，是10吋，12吋的大wafer，而InP的wafer则是3吋，4吋的小片子，要用好几个小的InP的wafer来和硅光集成的wafer做键合，材料和工艺成本都很高。
直接生长当然理论上很好，有一段时间研究的比较多，总的来说不具备产业化的条件，可靠性是一个大问题。主要原因是晶格不适配。最近这两年，有了突破，下图红色圈，就是直接生长的一个示意图。比如UCSB，比如Ranovus等。
我们在2019年写过一个直接生长的案例，
昨天Y7T337 InP集成的图，纵轴是我们需要的发光波长范围，横轴是晶格常数，只看横轴，硅和InGaAsP的晶格差异非常大。一个是在上图的氧化硅做深槽，目的是位置的限定，在高低温时不至于出现太大的可靠性问题。
其次需要缓冲层。
缓冲层，有两种，第一种，用锗做缓冲，Ge锗的晶格常数介于硅Si和InP之间，用它做缓冲是天然的一种倾向。
现在有一些厂家，开始用GaP来做缓冲，Ge是一个元素，不能调整比例，但GaP是化合物。
首先Si和GaP之间的晶格是匹配的，其次GaP逐层的增加InAs的比例，就能很好的过渡到InGaAsP
用化合物的比例调整，来做过渡层设计，比Ge要好一些。
上图可以用量子阱来做，
发光层也可以用量子点，Y7T217 量子点的SK生长法
这样的话，发光材料用InAs，AlGaAs做P和N型半导体，GaAs做缓冲层，整体的晶格更加可控，
量子点的异质生长，是这几年才有的一些突破，
以前生长需要硅晶片的晶体略转向，本质上是和CMOS的硅光集成工艺不兼容的，但现在可以在传统的晶向制作。
主要是解决了反相筹的难点，在GaAs缓冲层（或GaP缓冲）来容纳反相畴，激光器的部分就降低晶体缺陷。
在硅上做直接生长，现在的工艺多用V型槽生长方式，参考2020合集第693页
用量子点激光器，相比于量子阱，有几个优点
1， 激光器更小，由于尺寸小，缺陷就少，意味着可靠性高一些。
2， 量子点，是局部材料，和量子阱相比，可靠性本身就高。
3，量子点支持220℃的高温，比量子阱的140℃相比，可以支持后道的更多高温工艺路线，对工艺的选择性更广泛，可靠性也更好。
十多年前，量子点激光器的难点在于寿命非常短，现在的研究有了突破后，工作寿命极大的延长了。
