[发明专利]具有公共栅极的光子器件和CMOS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种用于形成具有公共栅极的光子器件和CMOS器件的方法，包括：

在要分别制造光子器件和CMOS器件的半导体芯片上限定光子器件部分和CMOS器件部分；

在所述CMOS器件部分上形成金属或多晶硅栅极材料；

在所述光子器件部分上以及在所述CMOS器件部分上的所述金属或所述多晶硅栅极材料上沉积锗；

平整化所述锗以形成锗和金属或多晶硅栅极材料的共面层；

蚀刻所述锗以限定在所述光子部分上的栅极以及向所述CMOS器件部分延伸的栅极延伸；

蚀刻所述金属或多晶硅栅极材料以限定在所述CMOS器件部分上的栅极以及向所述光子器件部分延伸并与来自所述锗栅极部分的栅极延伸接合的栅极延伸，其中各接合的栅极延伸形成在所述光子器件部分和CMOS器件部分之间的公共栅极；

在所述锗栅极和金属或多晶硅栅极上形成间隔物；

用氮化物包封所述锗栅极；以及

加热所述光子器件部分以使所述锗栅极熔化并结晶。

2.根据权利要求1的方法，其中在形成金属或多晶硅栅极材料和沉积锗的步骤之间还包括：

在所述光子器件部分和CMOS器件部分上沉积氮化物层；

在所述光子器件部分和CMOS器件部分上的所述氮化物层上沉积氧化物；

平整化所述氧化物以便所述氧化物仅在所述光子器件部分上并且与在所述CMOS器件部分上的所述氮化物层共面；

在所述光子器件部分上的所述氧化物和CMOS器件部分中形成孔；

通过所述孔蚀刻所述氮化物层；以及

去除所述氧化物。

3.根据权利要求1的方法，其中在形成金属或多晶硅栅极材料和沉积锗的步骤之间还包括在所述金属或多晶硅栅极材料的一部分上形成接合层，以便所述接合层促进在所述光子器件部分和CMOS器件部分之间形成公共栅极的各接合的栅极延伸的接合。

4.根据权利要求3的方法，其中所述接合层是氧氮化物。

5.根据权利要求3的方法，其中所述接合层具有约10埃的厚度。

6.根据权利要求1的方法，其中所述半导体芯片包括绝缘体上半导体结构。

7.根据权利要求1的方法，其中在所述光子器件部分和CMOS器件部分之间形成公共栅极的所述各接合的栅极延伸是共面的。

8.一种用于形成具有公共栅极的光子器件和CMOS器件的方法，包括：

在要分别制造光子器件和CMOS器件的半导体芯片上限定光子器件部分和CMOS器件部分；

在所述CMOS器件部分上形成金属或多晶硅栅极材料；

在所述光子器件部分上以及在所述CMOS器件部分上的所述金属或多晶硅栅极材料上沉积锗；

平整化所述锗以形成锗和金属或多晶硅栅极材料的共面层；

蚀刻所述锗以在所述光子部分上限定栅极；

蚀刻所述金属或多晶硅栅极材料以在所述CMOS器件部分上限定栅极；

在所述锗栅极和金属或多晶硅栅极上形成间隔物；

用氮化物包封所述锗栅极；以及

加热所述光子器件部分以使所述锗栅极熔化并结晶。

9.根据权利要求8的方法，其中蚀刻所述锗的所述步骤还包括蚀刻所述锗以限定向所述CMOS器件部分延伸的栅极延伸，并且其中蚀刻所述金属或多晶硅栅极材料的所述步骤还包括蚀刻所述金属或多晶硅栅极材料以限定向所述光子器件部分延伸并与来自所述锗栅极部分的所述栅极延伸接合的栅极延伸，其中各接合的栅极延伸在所述光子器件部分和CMOS器件部分之间形成公共栅极。

10.根据权利要求8的方法，其中在形成金属或多晶硅栅极材料和沉积锗的步骤之间还包括：

在所述光子器件部分和CMOS器件部分上沉积氮化物层；

在所述光子器件部分和CMOS器件部分上的所述氮化物层上沉积氧化物；

平整化所述氧化物，以便所述氧化物仅在所述光子器件部分上并且与在所述CMOS器件部分上的所述氮化物层共面；

在所述光子器件部分上的所述氧化物和CMOS器件部分中形成孔；

通过所述孔蚀刻所述氮化物层；以及

去除所述氧化物。