本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于紅外發(fā)光源的光模塊。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求急速增長(zhǎng)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)趨向多元化，而這一切的實(shí)現(xiàn)都需要高速的光網(wǎng)絡(luò)作為載體。目前高速光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已成為國(guó)家意志，三網(wǎng)融合已成為大勢(shì)所趨，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源在為用戶(hù)提供嶄新的互動(dòng)娛樂(lè)方式和生活體驗(yàn)的同時(shí)，也為企業(yè)和商戶(hù)提供著全面的服務(wù)。

隨著越發(fā)成熟的光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，各大設(shè)備商、原料商、器件商逐鹿光通信產(chǎn)業(yè)，從而加劇了光通信產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)化技術(shù)性競(jìng)爭(zhēng)。其中，光模塊作為光纖通信系統(tǒng)的核心部件，在當(dāng)前世界范圍內(nèi)對(duì)其的海量需求，但隨著光模塊需求的增加，現(xiàn)有光模塊的制造成本高和光模塊的功耗高等問(wèn)題也越來(lái)越突出。

然而，目前由于光模塊中發(fā)光源的限制，降低光模塊的成本和減小功耗變的尤為艱難。因此如何選擇發(fā)光源和提高發(fā)光源的發(fā)光效率進(jìn)而降低功耗就變得極其重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于紅外發(fā)光源的光模塊，包括：紅外發(fā)光源、接收器、合成芯片、存儲(chǔ)器和光接口；其中，

合成芯片包括驅(qū)動(dòng)器、放大器和處理器，且分別與發(fā)光源和接收器相連接；發(fā)光源和接收器分別與光接口相連接。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器為電可擦除只讀存儲(chǔ)器(eeprom)，并通過(guò)兩線式串行總線(inter－integratedcircuit，i2c)連接至合成芯片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電連接至發(fā)光源，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光源發(fā)光并控制發(fā)光源的電壓來(lái)改變發(fā)光強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接收器電連接至放大器，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)其輸出端傳輸至放大器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光源的負(fù)端連接合成芯片，發(fā)光源的正端連接直流電源。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在發(fā)光源中設(shè)置有g(shù)e脊?fàn)畈▽?dǎo)型led。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，ge脊?fàn)畈▽?dǎo)型led包括：soi襯底、改性ge層、本征ge層、n型ge區(qū)域、p型ge區(qū)域及鈍化層；其中，

改性ge層、本征ge層及鈍化層依次層疊于soi襯底上；

n型ge區(qū)域和p型ge區(qū)域分布在改性ge層和本征ge層的兩側(cè)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，n型ge區(qū)域及p型ge區(qū)域是通過(guò)對(duì)改性ge層和本征ge層進(jìn)行離子注入形成的。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括負(fù)電極及正電極，負(fù)電極連接n型ge區(qū)域，正電極連接p型ge區(qū)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明的紅外發(fā)光源的光模塊，采用高發(fā)光率的發(fā)光源，進(jìn)而降低了光模塊的功耗；同時(shí)發(fā)光源的生產(chǎn)成本低于現(xiàn)有激光光源，即降低了光模塊的生產(chǎn)成本。

2.本發(fā)明的紅外發(fā)光源的光模塊，因其具有改性ge脊?fàn)畈▽?dǎo)型led有源區(qū)，使得器件發(fā)光效率提升。

3.本發(fā)明的脊?fàn)钚蚻ed，具有g(shù)e外延層位錯(cuò)密度低的優(yōu)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

附圖說(shuō)明

為了清楚說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外發(fā)光源的光模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外發(fā)光源的電路連接示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脊?fàn)钚蚻ed的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a-圖4m為本發(fā)明實(shí)施例的一種脊?fàn)钚蚻ed的制備工藝示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例一

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外發(fā)光源的光模塊結(jié)構(gòu)示意圖，光模塊1包括：紅外發(fā)光源11、接收器12、合成芯片13、存儲(chǔ)器14和光接口15；其中，

合成芯片包括驅(qū)動(dòng)器、放大器和處理器，且分別與發(fā)光源和接收器相連接；發(fā)光源和接收器分別與光接口相連接。

優(yōu)選地，存儲(chǔ)器為eeprom，并通過(guò)i2c總線連接至合成芯片。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器電連接至發(fā)光源，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光源發(fā)光并控制發(fā)光源的電壓來(lái)改變發(fā)光強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。

進(jìn)一步地，合成芯片通過(guò)信號(hào)輸入端連接數(shù)據(jù)接收端data，接收用戶(hù)發(fā)出的發(fā)送或者接收控制指令以及數(shù)據(jù)信號(hào)。合成芯片的偏置電流輸出端和調(diào)制電流端子分別連接發(fā)光源的負(fù)端，發(fā)光源的正端連接直流電源。當(dāng)用戶(hù)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，合成芯片中的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生偏置電流作用于發(fā)光源，驅(qū)動(dòng)發(fā)光源發(fā)光。與此同時(shí)，用戶(hù)發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而生成調(diào)制電流調(diào)制到偏置電流上，通過(guò)控制發(fā)光源的導(dǎo)通程度來(lái)改變其發(fā)光強(qiáng)弱，進(jìn)而將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。

優(yōu)選地，接收器電連接至放大器，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)其輸出端傳輸至放大器。

進(jìn)一步地，在光信號(hào)的接收方面，接收器通過(guò)其內(nèi)部的光敏二極管接收通過(guò)光纖輸入的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，通過(guò)其輸出端輸出。通過(guò)接收器輸出的信號(hào)隔離掉其中的直流成分后，輸入到合成芯片中的放大器中，以對(duì)接收到的信號(hào)的幅值進(jìn)行放大處理，然后輸出至后續(xù)電路。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外發(fā)光源的電路連接示意圖，發(fā)光源的負(fù)端連接合成芯片，發(fā)光源的正端連接直流電源。

優(yōu)選地，在發(fā)光源中設(shè)置有g(shù)e脊?fàn)畈▽?dǎo)型led

其中，ge脊?fàn)畈▽?dǎo)型led包括：soi襯底、改性ge層、本征ge層、n型ge區(qū)域、p型ge區(qū)域及鈍化層；其中，

改性ge層、本征ge層及鈍化層依次層疊于soi襯底上；

n型ge區(qū)域和p型ge區(qū)域分布在改性ge層和本征ge層的兩側(cè)。

其中，n型ge區(qū)域及p型ge區(qū)域是通過(guò)對(duì)改性ge層和本征ge層進(jìn)行離子注入形成的。

進(jìn)一步地，還包括負(fù)電極及正電極，負(fù)電極連接n型ge區(qū)域，正電極連接p型ge區(qū)域。

本實(shí)施例提供的基于紅外發(fā)光源的光模塊，較現(xiàn)有技術(shù)中的光模塊功耗更小、成本更低。

實(shí)施例二

請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脊?fàn)钚蚻ed的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)脊?fàn)钚蚻ed的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹。

具體地，該脊?fàn)钚蚻ed包括：

soi襯底(301)、改性ge層(302)、本征ge層(303)及鈍化層(304)，改性ge層(302)、本征ge層(303)及鈍化層(304)依次層疊于soi襯底(301)上。

進(jìn)一步地，該脊?fàn)钚蚻ed還包括n型ge區(qū)域(305)和p型ge區(qū)域(306)，n型ge區(qū)域(305)及p型ge區(qū)域(306)分布在改性ge層(302)和本征ge層(303)的兩側(cè)。

進(jìn)一步地，n型ge區(qū)域(305)及p型ge區(qū)域(306)是通過(guò)對(duì)改性ge層(302)和本征ge層(303)進(jìn)行離子注入形成的。

進(jìn)一步地，還包括負(fù)電極(307)及正電極(308)，負(fù)電極(307)連接n型ge區(qū)域(305)，正電極(308)連接p型ge區(qū)域(306)。

具體地，負(fù)電極(307)及正電極(308)的材料均為cr-au合金。

進(jìn)一步地，改性ge層(302)是在soi襯底(301)生長(zhǎng)ge外延層之后，通過(guò)對(duì)ge外延層進(jìn)行激光再晶化(laserre-crystallization,簡(jiǎn)稱(chēng)lrc)工藝晶化并經(jīng)過(guò)熱退火工藝處理后形成的，其中，lrc工藝中激光波長(zhǎng)為808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率為1.5kw/cm²，激光移動(dòng)速度為25mm/s。

其中，lrc工藝是一種熱致相變結(jié)晶的方法，通過(guò)激光熱處理，使soi襯底上ge外延層熔化再結(jié)晶，橫向釋放ge外延層的位錯(cuò)缺陷，不僅可獲得高質(zhì)量的ge外延層，同時(shí)，由于lrc工藝可精確控制晶化區(qū)域，一方面避免了常規(guī)工藝中soi襯底與ge外延層之間的si、ge互擴(kuò)問(wèn)題，另一方面si/ge之間材料界面特性好。

其中，本征ge層(303)的厚度為500～550nm。

進(jìn)一步地，本征ge層(303)為脊型結(jié)構(gòu)，脊型部分厚度為350nm，寬度為1μm。其中，脊型部分厚度為為n型ge區(qū)域與本征ge層的高度差。

進(jìn)一步地，p型ge區(qū)域(306)的摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3。

進(jìn)一步地，n型ge區(qū)域(305)的摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3。

進(jìn)一步地，為便于更清楚地理解本實(shí)施例，下面特舉具體例子進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)參照?qǐng)D4a-圖4m，圖4a-圖4m為本發(fā)明實(shí)施例的一種脊?fàn)钚蚻ed的制備工藝示意圖，該制備工藝包括如下步驟：

s101、襯底選取。如圖4a所示，選取soi襯底片001為初始材料；

s102、ge外延層生長(zhǎng)。

s1021、ge籽晶層外延生長(zhǎng)。如圖4b所示，在275℃～325℃溫度下，利用cvd工藝外延生長(zhǎng)厚度為40～50nm的ge籽晶層002；

s1022、ge主體層生長(zhǎng)。如圖4c所示，在500℃～600℃溫度下，利用cvd工藝在在ge籽晶層表面生長(zhǎng)厚度為120～150nm的ge主體層003；

s103、氧化層的制備。如圖4d所示，利用cvd工藝在ge主體層表面上淀積厚度為150nmsio2氧化層004；

s104、ge外延層的晶化及氧化層刻蝕；如圖4e，將包括soi襯底、ge外延層及氧化層的整個(gè)襯底材料加熱至700℃，采用lrc工藝晶化整個(gè)襯底材料，其中，激光波長(zhǎng)為808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率為1.5kw/cm²，激光移動(dòng)速度為25mm/s，冷卻整個(gè)襯底材料。該方法降低了ge材料的位錯(cuò)密度和表面粗糙度，提高了晶體質(zhì)量。然后利用干法刻蝕工藝刻蝕氧化層004，得到激光晶化后的改性ge外延層005；

s105、如圖4f所示，在330℃溫度下，利用減壓cvd生長(zhǎng)厚度為500～550nm的本征ge層，(為了便于圖示觀看，將晶化后的ge層以及晶化后生長(zhǎng)的本征ge層合為i-ge層006)。由于此本征ge層是在晶化后的ge外延層上生長(zhǎng)的，所以ge的質(zhì)量較好，晶格失配率較低。

s106、如圖4g所示，選擇性刻蝕i-ge層，形成厚度為350nm，寬度為1μm的脊型結(jié)構(gòu)；

s107、ge區(qū)域n型離子注入。

s1071、如圖4h所示，在i-ge層表面淀積厚度為200nm的sio2保護(hù)層，選擇性刻蝕sio2保護(hù)層得到sio2保護(hù)層007；

s1072、如圖4i所示，對(duì)i-ge層進(jìn)行p離子注入，形成摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3的n型ge區(qū)域008，高溫退火，刻蝕掉sio2保護(hù)層007；

s108、ge區(qū)域p型離子注入。

s1081、如圖4j所示，在i-ge層和n型ge區(qū)域表面淀積厚度為200nm的sio2保護(hù)層，選擇性刻蝕sio2保護(hù)層得到sio2保護(hù)層009，

s1082、如圖4k所示，對(duì)i-ge層進(jìn)行b離子注入，形成摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3的p型ge區(qū)域010，高溫退火，刻蝕掉sio2保護(hù)層009；

s009、金屬接觸孔制備。如圖4l所示，在i-ge層、n型ge區(qū)域和p型ge區(qū)域表面淀積厚度為150～200nm的sio2鈍化層011，隔離臺(tái)面與外界電接觸?？涛g接觸孔，用刻蝕工藝選擇性刻蝕掉指定區(qū)域sio2鈍化層形成金屬接觸孔。

s010、金屬互連制備。如圖4m所示，利用電子束蒸發(fā)工藝在sio2鈍化層和金屬接觸孔淀積厚度為150～200nm的金屬cr層012。利用刻蝕工藝刻選擇性蝕掉指定區(qū)域的金屬cr，采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝(cmp)進(jìn)行平坦化處理。

綜上，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明一種基于紅外發(fā)光源的光模塊的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。