[發(fā)明專利]基于異質鍵合的微型水下可見光通信雙工器件及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710240402.2
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107104169B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 李欣;王永進;施政;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L31/147
• 分類號: H01L31/147;H01L31/18
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 劉琦

1.一種基于異質鍵合的微型水下可見光通信雙工器件制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟(1)在硅襯底氮化物晶片的頂層氮化物上表面進行光學光刻定義LED發(fā)光區(qū)域，并進行三五族材料反應離子刻蝕，暴露出用于制備負電極的LED層中的N型氮化物材料區(qū)域；

步驟(2)在硅襯底氮化物晶片頂層氮化物上表面進行光學光刻，定義LED器件正負電極的圖形結構；

步驟(3)采用等離子體增強化學氣相沉積技術在所述硅襯底氮化物晶片頂層氮化物上表面沉積二氧化硅層，在二氧化硅層表面進行光學光刻定義出光電傳感器件電極的圖形，并進行氫氟酸濕法刻蝕，將光電傳感器件電極的圖形轉移至二氧化硅層上；

步驟(4)在所述硅襯底氮化物晶片下表面進行光學光刻，定義薄膜LED藍光發(fā)光器件與光電傳感器件進行異質鍵合的鍵合點；

步驟(5)在所述硅襯底氮化物晶片下表面進行光學光刻，定義硅襯底層的懸空區(qū)域的圖形結構，采用深硅反應離子刻蝕技術將該圖形結構區(qū)域的硅材料掏空，形成薄膜LED藍光發(fā)光器件；

步驟(6)采用離子注入技術在N型摻雜硅晶片上表面用于探測藍光的區(qū)域注入硼元素，形成P型摻雜，制成硅基PN結；

步驟(7)在所述N型摻雜硅晶片上表面進行光學光刻，定義光電傳感器件正負電極的圖形結構；

步驟(8)采用金硅鍵合技術形成金硅互熔混合物，實現薄膜LED藍光發(fā)光器件與光電傳感器件之間的異質鍵合；

步驟(9)采用三五族材料反應離子刻蝕技術，去除所述硅襯底氮化物晶片上光電傳感器件電極的區(qū)域的氮化物層；

步驟(10)采用深硅反應離子刻蝕技術，去除所述硅襯底氮化物晶片上光電傳感器件電極的區(qū)域的硅襯底；

步驟(11)采用二氧化硅反應離子刻蝕技術，去除在所述步驟(10)深硅反應離子刻蝕中用于保護硅基光電傳感器件區(qū)域的二氧化硅層。

2.根據權利要求1所述的基于異質鍵合的微型水下可見光通信雙工器件制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中定義的LED發(fā)光區(qū)域為P型氮化物材料區(qū)域，所述步驟(2)中通過如下方式定義LED器件正負電極的圖形結構：采用電子束蒸鍍技術沉積鎳/金復合金屬層，并使用有機試劑丙酮在超聲清洗環(huán)境中進行剝離，獲得LED器件正負電極。

3.根據權利要求1所述的基于異質鍵合的微型水下可見光通信雙工器件制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中通過如下方式定義鍵合點：采用電子束蒸鍍技術沉積銅/金復合金屬層，并使用有機試劑丙酮在超聲清洗環(huán)境中進行剝離，獲得鍵合點圖形結構。

4.根據權利要求1、2或3所述的基于異質鍵合的微型水下可見光通信雙工器件制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中通過如下方式定義光電傳感器件正負電極：采用電子束蒸鍍技術沉積鋁金屬層，并使用有機試劑丙酮在超聲清洗環(huán)境中進行剝離，獲得光電傳感器件正負電極。