兼容Si-CMOS的纳米柱LED可让光子整合更准确

 美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的研究人员展示采用兼容Si-CMOS光学微影工艺的三五(III-V)族纳米柱LED设计，同时还能控制这些纳米LED的精确生长位置——这是在CMOS电路中有效整合光子，从而实现快速芯片上光互连的关键元素。

　　研究人员在《ACS Photonics》期刊发表“以电信波长在具有明亮电致发光的硅晶上实现超威型位置控制的InP纳米柱LED”(Ultracompact Position-Controlled InP Nanopillar LEDs _disibledevent="center">纳米柱MQW LED组件示意图

　　由于核心-外壳的生长模式，纳米柱由其成核位置生长而出，并延展至氧化物开口以外，达到约1μm的最终直径。因此，当纳米柱的n掺杂核心与n-Si基板直接接触时，p掺杂的外壳在氧化物屏蔽上生长，消除了从p掺杂的外壳和n-Si基板的分流路径。20/200nm的Ti/Au透过倾斜的电子束蒸发到高度p掺杂的InGaAs接触层，完成该组件以形成电接触，其中纳米柱的小部份区域外露，而且没有金属作为LED光输出的窗口。

　　为纳米柱状LED进行表征，在1510nm以及约30%的量子效率下进行射。虽然纳米柱LED的占位空间小，但可输出4μW功率，研究人员宣称这是从纳米柱/纳米结构LED所能实现的最高光输出记录。在此建置下，由于收集效率仅5%，可用的光输出降至200nW。

　　该研究的另一个有趣之处是，该组件能以电偏置产生光增益，并在反向注入时表现出强光响应，使其有助于实现芯片上的光子整合。