[發明專利]制作半導體器件的方法、半導體器件和半導體集成電路

有效

• 申請號: 202010440453.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111562688B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 朱繼光;胡志朋
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G02F1/035
• 分類號: G02F1/035
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 初媛媛;吳麗麗

公開了一種制作半導體器件的方法、半導體器件和半導體集成電路。該方法包括：提供絕緣體上半導體襯底，絕緣體上半導體襯底包括第一襯底、第一襯底上的第一絕緣層以及第一絕緣層上的半導體層；對半導體層進行圖案化以形成光柵耦合器以及有源器件的本體；在半導體層背離第一絕緣層的一側形成彼此堆疊的至少一個功能層；在至少一個功能層背離半導體層的一側，將至少一個功能層與載體襯底進行鍵合；完全移除第一襯底；形成多個通孔，該多個通孔從第一絕緣層的背離半導體層的表面延伸至至少一個功能層中；以及在第一絕緣層的背離半導體層一側形成金屬布線層。金屬布線層和多個通孔部分地包圍有源器件。

技術領域

本公開涉及半導體技術領域，特別是涉及一種制作半導體器件的方法、半導體器件和半導體集成電路。

背景技術

硅光子技術利用光信號代替電信號來傳輸數據。它提供了高集成度、高傳輸速率、低功耗等優點，并且因此被認為是有前景的技術。基于互補金屬化合物半導體(CMOS)工藝來開發面向硅光芯片的工藝是業內的主流研究方向。

然而，CMOS工藝兼容的硅光工藝正面臨一些挑戰。例如，為了提供到光子器件的光學傳輸通道，需要利用開窗工藝來刻透硅光芯片中的多層介電材料層，導致硅光工藝的大規模應用變得困難。另外，為了實現電學性能(例如，微波損耗)的改善，可能需要犧牲硅光芯片其他方面的性能(例如，結構穩定性)。在硅光子器件集成技術中，也存在針對有源器件的特殊設計的需要。

發明內容

提供一種緩解、減輕或者甚至消除上述問題中的一個或多個的機制將是有利的。

根據本公開的一些實施例，提供了一種制作半導體器件的方法。該包括：提供絕緣體上半導體襯底，所述絕緣體上半導體襯底包括第一襯底、所述第一襯底上的第一絕緣層以及所述第一絕緣層上的半導體層；對所述半導體層進行圖案化以形成光柵耦合器以及有源器件的本體；在所述半導體層背離所述第一絕緣層的一側形成彼此堆疊的至少一個功能層；在所述至少一個功能層背離所述半導體層的一側，將所述至少一個功能層與載體襯底進行鍵合；完全移除所述第一襯底，以使得在所述光柵耦合器與所述半導體器件的位于所述第一絕緣層背離所述半導體層一側的外部之間，經由所述第一絕緣層而不經由所述第一襯底提供光學傳輸通道；形成多個通孔，所述多個通孔從所述第一絕緣層的背離所述半導體層的表面延伸至所述至少一個功能層中；以及在所述第一絕緣層的背離所述半導體層一側形成金屬布線層，所述金屬布線層與所述多個通孔電連接。所述金屬布線層在所述載體襯底上的正交投影與所述光柵耦合器在所述載體襯底上的正交投影不重疊。所述金屬布線層和所述多個通孔部分地包圍所述有源器件。

根據本公開的一些實施例，提供了一種半導體器件，包括：第一絕緣層；半導體層，與所述第一絕緣層堆疊，所述半導體層包括光柵耦合器以及有源器件的本體；載體襯底，與所述半導體層對向設置；彼此堆疊的至少一個功能層，位于所述半導體層與所述載體襯底之間；多個通孔，從所述第一絕緣層的背離所述半導體層的表面延伸至所述至少一個功能層中；以及金屬布線層，位于所述第一絕緣層的背離所述半導體層一側。所述金屬布線層與所述多個通孔電連接，并且所述金屬布線層和所述多個通孔部分地包圍所述有源器件。在所述第一絕緣層的背離所述半導體層的整個表面上未設置半導體材料，以使得在所述光柵耦合器與所述半導體器件的位于所述第一絕緣層背離所述半導體層一側的外部之間，經由所述第一絕緣層而不經由所述半導體材料提供光學傳輸通道。

根據本公開的一些實施例，提供了一種半導體集成電路，包括如上所述的半導體器件。

根據在下文中所描述的實施例，本公開的這些和其它方面將是清楚明白的，并且將參考在下文中所描述的實施例而被闡明。

附圖說明

在下面結合附圖對于示例性實施例的描述中，本公開的更多細節、特征和優點被公開，在附圖中：

圖1是根據本公開示例性實施例的制作半導體器件的方法的流程圖；