[發明專利]一種制作集成多種光電器件的基材結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201710369550.4
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107293557B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 耿煜;張運生
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院;耿煜;張運生
• 主分類號: H01L27/142
• 分類號: H01L27/142
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明適用于光電領域，提供了一種制作集成多種光電器件的基材結構及其制作方法，該基材結構包括：襯底；通過外延生長于襯底上的第一接觸層；通過外延生長于第一接觸層上的包層；通過外延生長于包層上的第二接觸層；通過外延生長于第二接觸層上的有源區；通過外延生長于有源區上的第三接觸層；通過沉積形成于第三接觸層上的無定型硅波導；第一接觸層、第二接觸層以及包層的導電類型均相同，第三接觸層與第一接觸層的導電類型相反。本發明提供的制作集成多種光電器件的基材結構能夠同時制成集成的多種光電器件，避免使用鍵合技術和昂貴的SOI襯底實現光電互聯，制作工藝簡單，有利于大規模低成本生產。

技術領域

本發明屬于光電領域，尤其涉及一種制作集成多種光電器件的基材結構及其制作方法。

背景技術

當前，隨著集成電路集成度的增加，芯片體積不斷減小，以及高頻、超高頻電路的廣泛應用，從而要求集成器件不斷降低帶寬和能耗。然而，目前傳統的電子連接方式在在130nm技術條件下，大概一半的微處理器功耗都損耗在了電子線路連接上。并且，連接不同功能部分并傳輸信號的總線的時鐘頻率遠遠低于各個電子器件的時鐘頻率。

為了解決電子線路連接的問題，1984年首次提出了光互聯技術，使用三五族化合物半導體制作的光電器件具有優異的性能。同時，硅在1.3μm和1.55μm的通信波段具有透明的特性，折射率相對于二氧化硅很大，很適合做光波導。當前比較常見采用SOI(Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅)制作的硅波導，然而SOI制作的硅波導由于需要采用鍵合技術而不適用于工業化生產，因此，如何將三五族化合物半導體激光器，光電探測器，光調制器以及硅波導集成在一個芯片上，實現光互聯，當前仍然沒有一個成熟的、適于工業化生產的解決方案。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種制作集成多種光電器件的基材結構，旨在解決當前缺乏在集成電路之間或者集成電路上實現適于工業化生產的光互聯技術的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種制作集成多種光電器件的基材結構，所述基材結構包括：

襯底；

第一接觸層，所述第一接觸層通過外延生長于所述襯底上；

包層，所述包層通過外延生長于所述第一接觸層上；

第二接觸層，所述第二接觸層通過外延生長于所述包層上；

有源區，所述有源區通過外延生長于所述第二接觸層上；

第三接觸層，所述第三接觸層通過外延生長于所述有源區上；

無定型硅波導，所述無定型硅波導通過沉積形成于所述第三接觸層上；

所述第一接觸層、所述第二接觸層以及所述包層的導電類型均相同，所述第三接觸層與所述第一接觸層的導電類型相反。

本發明實施例的另一目的在于，提供一種制作集成多種光電器件的基材的制作方法，所述方法包括下述步驟：

制備襯底；

在所述襯底上通過外延生長形成第一接觸層；

在所述第一接觸層上通過外延生長形成包層；

在所述包層上通過外延生長形成第二接觸層；

在所述第二接觸層上通過外延生長形成有源區；

在所述有源區上通過外延生長形成第三接觸層；

在所述第三接觸層上通過沉積形成無定型硅波導；

所述第一接觸層、所述第二接觸層以及所述包層的導電類型均相同，所述第三接觸層與所述第一接觸層的導電類型相反。

本發明實施例采用上述基材結構具有下述有益效果：