[發明專利]異質半導體結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201811213720.0
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109801930B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: D.卡羅瑟斯
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L21/683;H01L31/0352;H01L31/103;H01L23/488
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種異質半導體結構，包括：

具有硅襯底的第一集成電路；

在所述第一集成電路上的接合層；以及

在所述接合層上的第二集成電路，

所述第二集成電路包括立方相鎵氮化物化合物作為主要成分，

其中所述第二集成電路的總厚度小于2微米，

其中所述第二集成電路包括在所述接合層上的無源波導，

其中對于最低階橫磁模，所述無源波導具有小于500nm的截止波長，

其中所述無源波導具有大于30nm且小于80nm的寬度，

其中所述無源波導具有大于20nm且小于50nm的厚度，

其中所述無源波導包括：

在所述接合層上具有第一摻雜濃度的第一層n摻雜AlGaN；以及

在所述第一層n摻雜AlGaN上具有第二摻雜濃度的第二層n摻雜AlGaN，所述第二摻雜濃度大于所述第一摻雜濃度，

其中所述半導體結構還包括在所述接合層上的有源器件，

其中所述有源器件包括：

所述第一層n摻雜AlGaN；

所述第二層n摻雜AlGaN；

由本征AlGaN組成的第一阻擋層；

由本征AlGaN組成的量子阱層；

由本征AlGaN組成的第二阻擋層；以及

p摻雜AlGaN層，

其中所述量子阱層具有小于5nm的厚度，

其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層的每個具有小于10nm的厚度，以及

其中所述有源器件在結構上被配置為作為從由光學增益元件、調制器和探測器組成的組中選擇的部件工作。

2.根據權利要求1所述的異質半導體結構，其中，

所述第二集成電路具有小于500nm的總厚度。

3.一種制造異質半導體結構的方法，該方法包括：

將源管芯接合到目標晶片，所述源管芯包括GaAs襯底和在所述GaAs襯底上的第一多個層，所述接合包括將所述源管芯接合到所述目標晶片使得所述第一多個層面向所述目標晶片，所述第一多個層的每個包括立方相鎵氮化物化合物作為主要成分；以及

去除所述GaAs襯底，

其中所述制造的異質半導體結構是權利要求1所述的異質半導體結構。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述第一多個層包括有源器件頂部層和光子波導層，所述方法還包括蝕刻所述有源器件頂部層，以形成有源器件的第一部分。

5.根據權利要求4所述的方法，還包括：

圖案化并蝕刻所述光子波導層以形成：

無源波導；

所述有源器件的第二部分，所述第二部分具有接觸墊表面；以及

在所述接觸墊表面上形成金屬陰極接觸。