[發明專利]使用通過襯底去除或者轉移的標準絕緣體上硅工藝的硅光子晶片

有效

• 申請號: 201310018024.5
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103258735A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: F·E·多安;B·G·李;A·V·雷利亞科夫;C·L·朔;M·A·陶本布拉特
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/8238;H01L27/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術領域

本公開一般地涉及改善的硅光子晶片，更具體地說，涉及使用通過襯底去除或轉移的標準絕緣體上硅工藝制造硅光子晶片。

背景技術

硅（Si）光子學是世界范圍內研究并發展的技術，因為其在以低成本硅芯片技術構建高性能光學部件方面具有廣闊前景。硅光子學是使用硅作為光學介質的光子系統的研究和應用。用亞微米精度將硅構圖為硅光子部件。硅典型地位于公知為絕緣體上硅（SOI）中的氧化硅層的頂部。

為了硅光子部件與從其上制造硅光子部件的晶片的體硅保持光學獨立，具有中間材料層是必須的。此中間材料層一般地是氧化硅，其具有比硅光子部件低的光學折射率。作為結果,光在硅-氧化硅界面經歷內部反射并且，因此保留在硅光子部件中。

發明內容

根據本發明的一個實施例，提供了一種用于處理硅光子晶片的方法。接收包括有源硅光子層、包掩埋氧化物層和硅襯底的硅光子晶片用于處理。掩埋氧化物層位于有源硅光子層和硅襯底之間。包括有源電子層的電互補金屬氧化物半導體晶片同樣被接收。硅光子晶片的有源硅光子層被倒裝芯片接合到電互補金屬氧化物半導體晶片的有源電層。從硅光子晶片去除所述硅襯底以暴露薄掩埋氧化物層的背側表面。同樣，可選地將低光學折射率襯背晶片添加到所述硅光子晶片的所述薄掩埋氧化物層的所述暴露的背側表面。低光學折射率襯背晶片是玻璃襯底晶片或者硅襯底晶片。另外，硅襯底晶片包括附著到硅光子晶片的薄掩埋氧化物層上的厚氧化物層。

附圖說明

圖1示出了根據示出的實施例的常規厚絕緣體上硅晶片的截面圖；

圖2示出了根據示出的實施例的標準薄絕緣體上硅晶片的截面圖；

圖3示出了根據示出的實施例的用于硅光子晶片的制造工藝圖；

圖4示出了另一個根據示出的實施例的用于硅光子晶片的制造工藝圖；

圖5示出了又一個根據示出的實施例的用于硅光子晶片的制造工藝圖；

圖6示出了根據示出的實施例的硅光子芯片的截面圖；

圖7示出了根據示出的實施例的用于制造硅光子晶片的工藝流程圖；

圖8示出了另一個根據示出的實施例的用于制造硅光子晶片的工藝流程圖；

圖9示出了又一個根據示出的實施例的用于制造硅光子晶片的工藝流程圖；以及

圖10示出了根據示出的實施例的數據處理系統的圖；

具體實施方式

現在參考附圖，具體地，參考圖1-6，提供了可以執行示出實施例的裝置的圖。應該明白，圖1-6僅作為實例并且沒有旨在聲明或者暗示關于其中可以執行不同的實施例的裝置的任意限制?？梢詫γ枋龅难b置進行許多修改。

圖1示出了根據示出的實施例的常規厚絕緣體上硅晶片的截面圖。常規厚絕緣體上硅（SOI）晶片100是非標準絕緣體上硅晶片。常規厚絕緣體上硅（SOI）晶片100包括硅（Si）光子晶片102和硅光子晶片104。硅光子芯片102包括有源硅光子層106、常規厚掩埋氧化物層108和硅襯底110。硅光子晶片104包括硅波導112、互補金屬氧化物半導體（CMOS）介電疊層114、常規厚掩埋氧化物層116和硅襯底118。

在示出的實施例的開發中，發現具有厚掩埋氧化物層的常規、非標準絕緣體上硅晶片需要使得硅光學器件結構的功能在有源硅光子層106和硅波導112中能夠實現。在硅光子晶片的前側硅層中制造硅光學器件結構（即，光子器件）。光子器件是在前側硅層中制造的任意結構，該結構導引、產生、操縱或者檢測光脈沖。光子器件的實例是激光、光學調制器、光電檢測器、和光學開關，具有光學波導用于光學輸入和輸出。另外，前側硅層還包括與光子器件一起制造的電子器件?？梢园ㄔ谇皞裙鑼又械碾娮悠骷膶嵗蔷w管、電容器、電阻器和電感器。然而，應該注意，依賴于示出的實施例，前側硅層可以僅包括光子器件或者可以包括電子器件和光子器件兩者。用于這些光子和電子器件的標準制造工藝是互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝。