[發明專利]未加工的直接帶隙芯片在硅光子器件中的集成

有效

• 申請號: 201480055779.5
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN105612612B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·B·克拉蘇利克;約翰·達拉薩斯;阿米特·米斯拉伊;蒂莫西·克雷亞佐;埃爾頓·馬切納;約翰·Y·施潘
• 申請（專利權）人: 斯考皮歐技術有限公司
• 主分類號: H01L23/13
• 分類號: H01L23/13;H01L23/28
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

一種用于跨兩種或更多種材料分裂光子功能的復合器件包括基臺、芯片以及將芯片固定至基臺的接合部。基臺包括基底層和器件層。器件層包含硅并且具有使基底層的一部分露出的開口。芯片(III?V族材料)包括有源區(例如，用于激光器的增益介質)。芯片被接合至基底層的通過開口露出的部分，使得芯片的有源區與基臺的器件層對準。涂層將芯片密封在基臺中。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年10月8日提交的題為“Integration of an Unprocessed,Direct-Bandgap Chip into a Silicon Photonic Device”的美國專利申請No.14/509914的優先權，美國專利申請No.14/509914要求于2014年7月24號提交的題為“Integration ofan Unprocessed,Direct-Bandgap Chip into a Silicon Photonic Device”的美國臨時申請No.62/028611以及于2013年10月9日提交的題為“Integrated Tunable CMOS Laserfor Silicon Photonics”的美國臨時申請No.61/888863的優先權，其全部公開內容通過引用合并到本文中以用于所有目的。本申請還要求于以下專利申請的優先權：2014年10月8日提交的題為“Coplanar Integration of a Direct-Bandgap Chip Into a SiliconPhotonic Device”的美國專利申請No.14/509971；于2014年10月8日提交的題為“Processing of a Direct-Bandgap Chip After Bonding to a Silicon PhotonicDevice”的美國專利申請No.14/509975；以及于2014年10月8日提交的題為“Structuresfor Bonding a Direct-Bandgap Chip to a Silicon Photonic Device”的美國專利申請No.14/509979，其全部公開內容通過引用合并到本文中以用于所有目的。

背景技術

硅集成電路(IC)主導了電子器件的發展并且基于硅加工的許多技術已開發多年。硅集成電路的不斷精細化導致了納米尺度的特征尺寸，這對于制造金屬氧化物半導體CMOS電路來說可能是重要的。另一方面，硅不是直接帶隙材料。雖然已經開發了包括III-V族半導體材料的直接帶隙材料，但是在本領域中存在對于與使用硅襯底的光子IC相關的改進的方法和系統的需求。

發明內容

本發明的實施方案提供了復合器件的器件、系統和方法，使得組合兩種不同半導體材料的功能以得到光學器件。

在一些實施方案中，公開了一種用于跨兩種或更多種材料分裂(splitting)光子功能的復合器件，該復合器件包括基臺、芯片、接合部和涂層。基臺包括基底層和器件層，器件層包括第一材料和形成器件層中的開口的多個壁，使得基臺的基底層的一部分通過器件層露出。在一些實施方案中，第一材料為硅。芯片包括第二材料和在第二材料中的有源區。在一些實施方案中，第二材料為III-V族材料。接合部將芯片固定至基臺，使得芯片的有源區與器件層對準。涂層將芯片密封在基臺中。