技術特征：

1.一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，在單晶硅襯底上制作GaAs低溫成核層；

具體為：將清潔的單晶硅襯底在氫氣環境升溫到220℃烘烤30分鐘；然后在氫氣和砷烷混合氣體環境升溫到750℃，烘烤15分鐘；最后降溫到400～420℃利用MOCVD方法生長15～20nm的GaAs低溫成核層，生長源流量為：三甲基鎵2.7×10^-5mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min；

第二步，在所述的GaAs低溫成核層上制作GaAs高溫緩沖層；

具體為：首先經過10分鐘，從低溫緩沖層生長溫度的基礎上升溫到610～640℃，利用MOCVD方法生長200～400nm GaAs高溫緩沖層；然后經6分鐘升溫到670～690℃，生長1000～1500nm GaAs高溫緩沖層；

第三步，在所述的GaAs高溫緩沖層上制作納米尺寸圖形掩膜；

具體為：首先生長SiO₂薄膜，然后將設計好的圖形轉移到SiO₂薄膜上，最后刻蝕出圖形，形成納米尺寸圖形掩膜；

第四步，在所述納米尺寸圖形掩膜上制作GaAs側向外延層；

具體為：在750℃下，利用MOCVD方法，首先進行選區外延，三甲基鎵6.75×10^-6mol/min，V/III比為200，生長時間400s；然后進行橫向合并生長，三甲基鎵13.5×10^-6mol/min，V/III比為400，生長時間900s；最后進行平面生長，三甲基鎵2.7×10^-5mol/min，V/III比為400，生長時間900s；

第五步，在所述GaAs側向外延層上制作n型歐姆接觸層；

具體為：在680～720℃下利用MOCVD方法生長300nm～500nm厚的n型Si摻雜GaAs，摻雜濃度為5×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min，硅烷4.3×10^-6mol/min；

第六步，在所述n型歐姆接觸層上制作n型限制層；

具體為：在700℃～720℃下利用MOCVD方法生長1300nm～1800nm厚的n型Si摻雜AlGaAs，摻雜濃度為10¹⁷～10¹⁸cm^-3，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，三甲基鋁2.6×10^-5mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min，硅烷4.3×10^-7mol/min～4.4×10^-6mol/min；

第七步，在所述n型限制層上制作下波導層；

具體為：在600℃～720℃下利用MOCVD方法生長80nm～100nm厚的非故意摻雜AlGaAs，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，三甲基鋁8.7×10^-6mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min；

第八步，在所述下波導層上制作量子點有源區；

所述的量子有源區包括N層量子點結構，N為3～10，每層量子點結構包含InAs量子點層、GaAs蓋層和p摻雜的GaAs隔離層，每層量子點結構的制作方法為：

在480℃～500℃下利用MOCVD方法生長非故意摻雜的InAs量子點層，生長時間55s，V/III比為5～15，生長源流量為：三甲基銦8.6×10^-7mol/min，砷烷4.9×10^-6mol/min；

在480℃～500℃下利用MOCVD方法生長6～10nm非故意摻雜的GaAs蓋層，V/III比為50～100，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，砷烷2.7×10^-3mol/min；

在580℃～600℃下利用MOCVD方法生長25～40nm p摻雜的GaAs隔離層，摻雜形式為調制摻雜，在距離InAs量子點層25nm處摻入Be，摻雜濃度為5×10¹⁷cm^-3，V/III比為50～100，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，砷烷2.7×10^-3mol/min；

第九步，在所述的量子點有源區上制作上波導層；

具體為：在600℃～700℃下利用MOCVD方法生長80nm～100nm厚的非故意摻雜AlGaAs，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，三甲基鋁8.7×10^-6mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min；

第十步，在所述上波導層上制作p型限制層；

具體為：在700℃～720℃下利用MOCVD方法生長1300nm～1500nm厚的p型摻雜AlGaAs，摻雜濃度為10¹⁷～10¹⁸cm^-3，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，三甲基鋁2.6×10^-5mol/min，砷烷6.7×10^-3mol/min，二乙基鋅9.2×10^-7mol/min～9.2×10^-6mol/min；

第十一步，在所述p型限制層上制作p型歐姆接觸層；

具體為：在550℃～700℃下利用MOCVD方法生長150nm～300nm厚的p型重摻雜GaAs，摻雜濃度為10¹⁹～10²⁰cm^-3，生長源流量為：三甲基鎵4.0×10^-5mol/min，砷烷2.7×10^-3mol/min，二乙基鋅3.7×10^-6mol/min。

2.根據權利要求1所述的一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料的制備方法，其特征在于：所述單晶硅襯底為的晶面為<100>晶面，偏向<110>或<111>晶面4°～6°，為本征型或低阻n型硅片，厚度為375μm～675μm。

3.根據權利要求1所述的一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料的制備方法，其特征在于：在所述的1000～1500nm GaAs高溫緩沖層生長過程中，選取1～3個不同厚度的位置，在氫氣和砷烷混合氣體氛圍中進行同樣條件的原位熱循環退火。

4.根據權利要求3所述的一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料的制備方法，其特征在于：所述的原位熱循環退火是指在所述的1000～1500nm GaAs高溫緩沖層的厚度達到選取的第一個位置時，首先經過2分鐘使溫度從其生長溫度上升到750℃，再經過7分鐘使溫度從750℃下降到350℃，并保持6分鐘；再經過7分鐘使溫度從350℃上升到750℃，并保持5分鐘；在所述的第一個位置重復上述過程3～5次，完成一次原位熱循環退火；然后經過2分鐘使溫度從750℃下降到生長溫度，繼續所述的高溫緩沖層的生長，在到達選取的第二個位置時，進行上述同樣條件的原位熱循環退火。

5.根據權利要求1所述的一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料的制備方法，其特征在于：所述的納米尺寸圖形掩膜采用一維圖形結構或二維圖形結構。

6.一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料，其特征在于：所述的材料包括在375μm～675μm的Si襯底上依次制得：15～20nm GaAs低溫成核層、1200～1900nm GaAs高溫緩沖層、SiO₂納米尺寸圖形掩膜、500～1500nm GaAs側向外延層、300nm～500nm n型Si摻雜GaAs歐姆接觸層、1300nm～1800nm n型Si摻雜AlGaAs限制層、80nm～100nm AlGaAs下波導層、量子點有源區、80nm～100nm AlGaAs上波導層、1300nm～1500nm p型摻雜AlGaAs限制層以及150nm～300nm p型重摻雜GaAs歐姆接觸層；所述的量子點有源區為多層量子點結構，每層量子點結構包括InAs量子點層、6～10nm GaAs蓋層和25～40nm p型調制摻雜GaAs隔離層。

7.根據權利要求6所述的一種納米圖形襯底側向外延硅基量子點激光器材料，其特征在于：Si襯底400μm，GaAs低溫成核層15nm，GaAs高溫緩沖層1.8μm，SiO₂納米尺寸圖形掩膜為一維條型，GaAs側向外延層0.5～1.5μm，n型重摻雜GaAs歐姆接觸層0.5μm，n型Al_0.4Ga_0.6As限制層1.3μm，Al_0.1Ga_0.9As下波導層0.1μm，量子點有源區包括五層量子點結構，Al_0.1Ga_0.9As上波導層0.1μm，p型Al_0.4Ga_0.6As限制層1.3μm，p型重摻雜GaAs歐姆接觸層0.2μm；所述的五層量子點結構中，每層量子點結構包括InAs/GaAs量子點層、6～10nm GaAs/Ga_0.85In_0.15As蓋層和25～40nm GaAs隔離層。