[发明专利]使用通过衬底去除或者转移的标准绝缘体上硅工艺的硅光子晶片

说明书

技术领域

本公开一般地涉及改善的硅光子晶片，更具体地说，涉及使用通过衬底去除或转移的标准绝缘体上硅工艺制造硅光子晶片。

背景技术

硅（Si）光子学是世界范围内研究并发展的技术，因为其在以低成本硅芯片技术构建高性能光学部件方面具有广阔前景。硅光子学是使用硅作为光学介质的光子系统的研究和应用。用亚微米精度将硅构图为硅光子部件。硅典型地位于公知为绝缘体上硅（SOI）中的氧化硅层的顶部。

为了硅光子部件与从其上制造硅光子部件的晶片的体硅保持光学独立，具有中间材料层是必须的。此中间材料层一般地是氧化硅，其具有比硅光子部件低的光学折射率。作为结果,光在硅-氧化硅界面经历内部反射并且，因此保留在硅光子部件中。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于处理硅光子晶片的方法。接收包括有源硅光子层、包掩埋氧化物层和硅衬底的硅光子晶片用于处理。掩埋氧化物层位于有源硅光子层和硅衬底之间。包括有源电子层的电互补金属氧化物半导体晶片同样被接收。硅光子晶片的有源硅光子层被倒装芯片接合到电互补金属氧化物半导体晶片的有源电层。从硅光子晶片去除所述硅衬底以暴露薄掩埋氧化物层的背侧表面。同样，可选地将低光学折射率衬背晶片添加到所述硅光子晶片的所述薄掩埋氧化物层的所述暴露的背侧表面。低光学折射率衬背晶片是玻璃衬底晶片或者硅衬底晶片。另外，硅衬底晶片包括附着到硅光子晶片的薄掩埋氧化物层上的厚氧化物层。

附图说明

图1示出了根据示出的实施例的常规厚绝缘体上硅晶片的截面图；

图2示出了根据示出的实施例的标准薄绝缘体上硅晶片的截面图；

图3示出了根据示出的实施例的用于硅光子晶片的制造工艺图；

图4示出了另一个根据示出的实施例的用于硅光子晶片的制造工艺图；

图5示出了又一个根据示出的实施例的用于硅光子晶片的制造工艺图；

图6示出了根据示出的实施例的硅光子芯片的截面图；

图7示出了根据示出的实施例的用于制造硅光子晶片的工艺流程图；

图8示出了另一个根据示出的实施例的用于制造硅光子晶片的工艺流程图；

图9示出了又一个根据示出的实施例的用于制造硅光子晶片的工艺流程图；以及

图10示出了根据示出的实施例的数据处理系统的图；

具体实施方式

现在参考附图，具体地，参考图1-6，提供了可以执行示出实施例的装置的图。应该明白，图1-6仅作为实例并且没有旨在声明或者暗示关于其中可以执行不同的实施例的装置的任意限制。可以对描述的装置进行许多修改。

图1示出了根据示出的实施例的常规厚绝缘体上硅晶片的截面图。常规厚绝缘体上硅（SOI）晶片100是非标准绝缘体上硅晶片。常规厚绝缘体上硅（SOI）晶片100包括硅（Si）光子晶片102和硅光子晶片104。硅光子芯片102包括有源硅光子层106、常规厚掩埋氧化物层108和硅衬底110。硅光子晶片104包括硅波导112、互补金属氧化物半导体（CMOS）介电叠层114、常规厚掩埋氧化物层116和硅衬底118。

在示出的实施例的开发中，发现具有厚掩埋氧化物层的常规、非标准绝缘体上硅晶片需要使得硅光学器件结构的功能在有源硅光子层106和硅波导112中能够实现。在硅光子晶片的前侧硅层中制造硅光学器件结构（即，光子器件）。光子器件是在前侧硅层中制造的任意结构，该结构导引、产生、操纵或者检测光脉冲。光子器件的实例是激光、光学调制器、光电检测器、和光学开关，具有光学波导用于光学输入和输出。另外，前侧硅层还包括与光子器件一起制造的电子器件。可以包括在前侧硅层中的电子器件的实例是晶体管、电容器、电阻器和电感器。然而，应该注意，依赖于示出的实施例，前侧硅层可以仅包括光子器件或者可以包括电子器件和光子器件两者。用于这些光子和电子器件的标准制造工艺是互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺。