[发明专利]CMOS电子器件与光子器件的垂直集成

权利要求书

1.一种制造复合半导体结构的方法，所述方法包括：

提供包括多个硅基器件的SOI衬底；

提供包括多个光子器件的化合物半导体衬底；

切割所述化合物半导体衬底以提供多个光子管芯，每个管芯包括所述多个光子器件中的一个或更多个；

提供具有基层和包括多个CMOS器件的器件层的组装衬底；

将所述多个光子管芯安装在所述组装衬底的预定部分上；

将所述SOI衬底与所述组装衬底对齐；

将所述SOI衬底与所述组装衬底结合以形成复合衬底结构；以及

从所述复合衬底结构至少去除所述组装衬底的所述基层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个硅基器件包括CMOS器件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个硅基器件包括探测器、CCD、逻辑电路、发射极耦合逻辑电路、BiCMOS电路、NMOS电路、PMOS电路或其他硅基器件或电路中至少之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述化合物半导体衬底包括第III-V族晶片。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述化合物半导体衬底包括第II-VI族晶片。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个光子器件包括激光器、探测器或调制器中至少之一。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述化合物半导体衬底还包括电子器件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述电子器件包括HBT、HEMT或FET中至少之一。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个光子器件还包括成像光学器件、磁性材料、双折射材料或非线性光学材料中至少之一。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个CMOS器件包括硅基CMOS器件。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个CMOS器件包括硅/锗CMOS器件。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个CMOS器件包括探测器、CCD、逻辑电路、发射极耦合逻辑电路、BiCMOS电路、SiGeBiCMOS电路、NMOS电路或PMOS电路中至少之一。

13.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述组装衬底包括：

对硅衬底进行氧化：

对经氧化的硅衬底进行注入以形成注入区；以及

对经注入的衬底进行图案化以形成所述预定部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中对所述经氧化的硅衬底进行注入包括注入氢或氦中至少之一。

15.根据权利要求13所述的方法，其中至少去除所述组装衬底的所述基层包括对所述复合衬底结构进行退火以使所述组装衬底在所述注入区处分开。

16.根据权利要求13所述的方法，其中至少去除所述组装衬底的所述基层包括研磨所述组装衬底中的一部分。

17.一种在硅基衬底上生长化合物半导体结构的方法，所述方法包括：

提供具有接合表面的SOI基底晶片；

提供籽晶晶片；

切割所述籽晶晶片以提供多个籽晶管芯；

提供包括多个CMOS器件的模板晶片；

将所述多个籽晶管芯安装在所述模板晶片上；

将所述模板晶片接合到所述SOI基底晶片，其中所述多个籽晶管芯结合到所述SOI基底晶片的所述接合表面；

去除所述模板晶片的至少一部分；

露出所述多个籽晶管芯的表面的至少一部分；以及

在所露出的籽晶管芯上生长所述化合物半导体结构。

18.根据权利要求17所述的方法，其中生长所述化合物半导体结构包括执行外延生长处理。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述SOI基底晶片包括与晶体管相关联的掺杂区。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述籽晶晶片包括第III-V族晶片。

21.根据权利要求17所述的方法，其中将所述多个籽晶管芯安装在所述模板晶片上包括将所述多个籽晶管芯安装在所述模板晶片的预定区上。