[發明專利]光子集成電路

有效

• 申請號: 201711196284.6
• 申請日: 2017-11-25
• 公開（公告）號: CN108345063B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 湯姆·柯林斯
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種光子集成電路，其特征在于，包含：

襯底；

無源層，所述無源層形成于所述襯底上并包括無源光子設備；以及

III-V族材料層，所述III-V族材料層布置在所述無源層的凹槽中，并包括有源光子設備，使得所述凹槽之上形成平坦表面，所述III-V族材料層配置成使得光能夠在所述無源光子設備與所述有源光子設備之間傳遞；所述凹槽的深度由所述III-V族材料層所形成的有源設備的類型以及在有源設備與并入無源層的無源設備之間傳遞光的耦合的類型確定。

2.根據權利要求1所述的光子集成電路，其特征在于，所述光子集成電路包含與所述III-V族材料層相接觸的電重布線層。

3.根據權利要求2所述的光子集成電路，其特征在于，當所述光子集成電路與電子集成電路緊密集成時，所述電重布線層的表面與形成于所述電子集成電路上的電組件的表面間隔40μm之內。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的光子集成電路，其特征在于，通過光柵耦合器、倏逝波耦合、對接耦合以及絕熱耦合之一實現所述光能夠在所述無源光子設備與所述有源光子設備之間的傳遞。

5.根據權利要求1所述的光子集成電路，其特征在于，所述III-V族材料層的厚度在1μm至5μm之間。

6.一種用于在光子集成電路上形成設備的方法，其特征在于，包含：

在襯底上形成III-V族材料層；以及

通過將所述III-V族材料層從所述襯底分離并將所述III-V族材料層印刷于所述光子集成電路的凹槽中，將所述III-V族材料層從所述襯底轉移到所述光子集成電路，并包括有源光子設備，使得所述凹槽之上形成平坦表面；所述凹槽的深度由所述III-V族材料層所形成的有源設備的類型以及在有源設備與并入無源層的無源設備之間傳遞光的耦合的類型確定。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，包含：在所述凹槽中在所述III-V族材料層上沉積電重布線層。

8.根據權利要求6至7中任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

使所述III-V族材料層與印模相接觸；以及

通過使所述印模和所述襯底中的一個相對于另一個移動，將所述III-V族材料層從所述襯底移除，由此所述III-V族材料層粘附于所述印模且與所述襯底分離。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包含：通過將粘附于所述印模的所述III-V族材料層與所述光子集成電路相接觸，且使所述印模和所述光子集成電路中的一個相對于另一個移動，將所述III-V族材料層沉積于所述光子集成電路上，由此所述III-V族材料層與所述印模分離且保持與所述光子集成電路相接觸。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述印模具有隨速度變化的粘附性質，由此當所述印模以第一速度從III-V族材料層移開時相比當所述印模以不同于所述第一速度的第二速度從所述III-V族材料層移開時，粘合劑與所述III-V族材料層之間的粘附性不同。

11.根據權利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法包含：通過所述印模與所述襯底以第一速度分開，所述印模將所述III-V族材料層從所述襯底移除；以及通過所述印模與所述光子集成電路以不同于所述第一速度的第二速度分開，所述印模將所述III-V族材料層沉積于另一襯底上。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二速度比所述第一速度慢。

13.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述光子集成電路包括形成于第二襯底上的非III-V族材料層，且所述方法包含將所述III-V族材料層轉移到所述非III-V族材料層的凹槽中。

14.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，包含：

在形成于所述襯底的剝離層上用III-V族材料制造設備；

圍繞所述設備周界的部分進行蝕刻以暴露所述剝離層；以及

蝕刻夾在所述設備與第一襯底之間的剝離層，以獲得與所述襯底隔開但系鏈至所述襯底的III-V族材料層。