[發明專利]光譜芯片的制備方法和光譜芯片

有效

• 申請號: 202110135606.6
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112510059B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 覃秋軍;王宇;黃志雷
• 申請（專利權）人: 北京與光科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/148;H01S5/028
• 代理公司: 北京唐頌永信知識產權代理有限公司 11755
• 代理人: 劉偉

公開了一種光譜芯片的制備方法和光譜芯片。所述制備方法包括：提供一轉移件和一光譜芯片半成品，其中，所述轉移件包括硅晶體層和形成于所述硅晶體層上的硅化物層，所述硅晶體層具有規則的晶向結構；在所述光譜芯片半成品的表面形成一可透光介質層；以所述轉移件的所述硅化物層鍵合于所述光譜芯片半成品的所述可透光介質層的方式，將所述轉移件耦接于所述光譜芯片半成品，以形成具有光調制結構的所述光譜芯片。這樣，以如上所述的特定制備方法制得的所述光譜芯片的表面可以形成具有規則晶向結構的光學層結構，所述光學層結構具有對成像光線進行調制的作用。

技術領域

本申請涉及半導體光學領域，尤其涉及光譜芯片的制備方法和以所述制備方法制備的光譜芯片。

背景技術

硅材料是當前最重要的半導體材料，單質硅是比較活潑的非金屬元素，其能夠與96種穩定元素中64種元素形成硅化物。硅的主要用途取決于其半導性。

晶體硅包含單晶硅和多晶硅，多晶硅的主流制備方法是先用碳還原二氧化硅以生成硅，再用氯化氫反應來提純獲得更高濃度的多晶硅；單晶硅的主流制備方法是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法等從熔體中生成出棒狀的單晶硅。單晶硅是具有完整的點陣結構的晶體，其內部硅原子的晶向是規則的。

在現有的一些光學器件中，需要在其表面形成一層硅晶體或者硅化合物，例如，在光譜芯片的結構配置中，需在其表面形成一層硅晶體并對所述硅晶體進行處理以獲得光調制層，從而對透過該調制層的光線進行調制。然而，在制備過程中，由于直拉法或者懸浮區熔法等能夠形成規則晶向的硅晶體或硅化物的工藝并不適用于在光譜芯片的表面上形成硅晶體或硅化物，因此，在實際產業中，通常采用氣相沉積法在光譜芯片的表面上形成硅晶體或硅化物。然而，這種制備方法卻存在諸多缺陷。

首先，采用氣相沉積法得到的硅晶體或硅化物的內部原子并不是規則排列的，或者說，相較于直拉法或者懸浮區熔法所形成的硅晶體和硅化物，采用氣相沉積法得到的硅晶體或硅化物的內部原子的晶向一致性和規則性較差。

進而，對于一些有特殊需求的光學器件而言，不完全規則的硅晶體或硅化物會影響光學器件的性能，也就是，無法保證所制得的光學器件的性能滿足預設要求。

例如，在現有的用于光譜芯片的制備工藝中，其通過氣相沉積法在感光芯片上沉積一層硅晶體并對所述硅晶體進行處理以獲得光調制層，從而對透過該調制層的光線進行調制。對于光譜芯片而言，其需要該調制層的折射率盡可能地高，因此透過率高可使得光線損耗小，而用氣相沉積方法獲取的硅晶體由于其原子排列的晶向規則性較差，因此會導致該調制層透過率偏低，使得該調制層整體調制效果偏差。

因此，需要一種優化的用于光學器件的制備工藝。

發明內容

本申請的一優勢在于提供一種光譜芯片的制備方法和光譜芯片，其中，所述光譜芯片的制備方法以類物理轉移的方式將具有較優晶向排布的硅晶體層遷移到光譜芯片半導體的表面，以使得最終制得的所述光譜芯片的表面具有較優晶向排布的光學層結構。

本申請的另一優勢在于提供了一種光譜芯片的制備方法和光譜芯片，其中，所述光譜芯片以特定的制備方法制得，其中，最終制得的所述光譜芯片的表面具有較優晶向排布的光學層結構。

通過下面的描述，本申請的其它優勢和特征將會變得顯而易見，并可以通過權利要求書中特別指出的手段和組合得到實現。

為實現上述至少一優勢，本申請提供一種光譜芯片的制備方法，其包括：

提供一轉移件和一光譜芯片半成品，其中，所述轉移件包括硅晶體層和形成于所述硅晶體層上的硅化物層，所述硅晶體層具有規則的晶向結構；

在所述光譜芯片半成品的表面形成一可透光介質層；以及

以所述轉移件的所述硅化物層鍵合于所述光譜芯片半成品的所述可透光介質層的方式，將所述轉移件耦接于所述光譜芯片半成品，以形成具有光調制結構的所述光譜芯片。