[发明专利]具有波导的集成光电子器件以及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明关于具有波导的集成光电子器件以及其制造工艺。

背景技术

众所周知，如今有许多设计为借助于电磁辐射与其它器件通信的可用器件，这种器件在本文中总体上称为“光电子器件”。

例如，第US7352066号专利描述了包括光电子发射器、无电子电路的层(被称为“中介层”)以及水平波导的结构。具体而言，中介层被布置在光电子发射器和水平波导之间；此外在中介层内形成穿通孔洞(through hole)，还称为过孔，其起竖直波导的作用。在使用中，由光电子发射器发射的电磁辐射首先耦合到竖直波导并且随后耦合到水平波导。来自水平波导的输出处的电磁辐射接着可以例如由设置有光电探测器的其它器件接收，从而获得了光学电路，通过该光学电路可以光学地传输数据。由此，在US7352066中所描述的结构使光电子发射器能够耦合到在与光电子发射器的发射方向垂直的方向上定向的波导。然而，该结构不能获得三维(3D)系统，在该三维系统中，两个或者更多集成电子器件被布置在彼此的顶部上并且光学通信。

而第US6090636号专利描述了包括半导体材料的第一基板的器件，在该基板内形成两个功能电子电路；此外在第一基板内形成光学过孔，该光学过孔完全穿过第一基板。形成在第二基板中的光学发送器键合在第一基板的顶部上，该第二基板由与形成第一基板的半导体材料不同的半导体材料制成。形成在第三基板中的光学接收器键合在第一基板下方，该第三基板由与形成第一基板的半导体材料不同的半导体材料制成。因此，光学发送器和光学接收器都未与两个功能电子电路集成。

由此，在US6090636中描述的器件形成了由不多于两个光电子器件和不多于三个基板形成的三维系统；因此，在US6090636中描述的器件不能形成基于光学通信并且包括更多器件的三维系统。

发明内容

本发明的目的在于提供将至少部分克服现有技术缺点的光电子器件。

根据本发明，获得了如分别在权利要求1和权利要求24中定义的光电子器件和制造工艺。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅通过非限制性示例的方式、参照附图描述本发明的优选实施例，其中：

——图1、图2、图4、图6至图10、图13至图16、图18以及图21至图24是本光电子器件的实施例的截面图的示意性图示；

——图3示出沿着图2中所示的截面线III-III所取的图2所示的实施例的截面图；

——图5是图4中图示的实施例的部分的截面图的示意性图示；

——图11是本光电子器件的另一实施例的部分的顶视图的示意性图示；

——图12是本光电子器件的一个实施例的部分的截面图的示意性图示；

——图17示出本光电子器件的另一实施例的部分的透视图；

——图19a至图19c是本光电子器件的实施例的部分的截面图的示意性图示；

——图20示出沿图19a中所示的截面线XX-XX所取的图19a图示的部分的顶视图；

——图25在原理层面上示出包括两个光电子器件的光电子系统的框图；

——图26a至图26h示出同一实施例在连续制造工艺步骤期间的截面图；

——图27a至图27l示出同一实施例在连续制造工艺步骤期间的截面图；并且

——图28a至图28h示出同一实施例在连续制造工艺步骤期间的截面图。

具体实施方式

图1示出了第一光电子器件1，该第一光电子器件在顶部和底部分别由顶表面S₁和底表面S₂界定。

第一光电子器件1包括形成底表面S₂的半导体材料本体2，以及布置在半导体本体2的顶部上并且形成顶表面S₁的顶部区域4。在本身已知的程度上，半导体本体2包括半导体材料的基板40(图2)，并且可能包括一个或者多个外延层(未图示)；此外，顶部区域4包括可能被布置在多个层面(level)上并且通过过孔连接的一个或者多个金属化(metallization)(未图示)，以及一个或者多个电介质层(未图示)。

更具体地，半导体本体2在顶部处由中间表面S₃界定；而且，半导体本体2在底部处由底表面S₂界定。