[发明专利]未加工的直接带隙芯片在硅光子器件中的集成

权利要求书

1.一种制造用于光子学的复合器件的方法，所述方法包括：

提供基台，所述基台包括：

基底层；

在所述基台的所述基底层上的器件层，其中所述器件层包括形成所述器件层中的开口的多个壁，使得：

所述基台的所述基底层的一部分通过所述器件层露出；

提供芯片，所述芯片包括：

衬底；以及

有源区；

利用形成在所述基台的开口中的多个基座将所述有源区与所述器件层对准，所述多个基座从所述基底层沿垂直于所述基底层的方向朝向所述器件层延伸；

将所述芯片接合至所述基台的所述基底层的所述一部分使得所述有源区与所述基台的所述器件层光学对准；以及

在将所述芯片接合至所述基台的所述基底层的所述一部分之后，从所述芯片移除衬底的至少一部分。

2.一种制造用于光子学的复合器件的方法，所述方法包括：

提供基台，所述基台包括：

基底层；

在所述基台的所述基底层上的器件层，其中所述器件层包括形成所述器件层中的开口的多个壁，使得：

所述基台的所述基底层的一部分通过所述器件层露出；

提供芯片，所述芯片包括：

衬底；以及

有源区；

利用形成在所述基台中的基座将所述有源区与所述器件层对准；以及

将所述芯片接合至所述基台的所述基底层的所述一部分使得所述有源区与所述基台的所述器件层光学对准；

在将所述芯片接合至所述基台的所述基底层的所述一部分之后，从所述芯片移除衬底的至少一部分；以及

在所述芯片和所述器件层的所述多个壁的壁之间施用材料以形成所述芯片与所述壁之间的光桥，其中所述芯片与所述壁之间的所述材料的折射率与所述器件层和/或所述芯片的折射率相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

将第一掩模与目标对准；

基于与所述目标对准的所述第一掩模，在所述基台中蚀刻出凹部；

在所述芯片的顶部施加接触金属；

用第一材料至少部分地覆盖所述基台和所述芯片二者；

部分地去除所述第一材料；

用第二材料至少部分地填充在所述芯片和所述多个壁的壁之间的间隙；

去除所述第二材料的一部分；

用第三材料至少部分地覆盖所述基台和所述芯片二者；

施加第三掩模以限定待从所述芯片去除以在所述芯片上形成特征的区域；

从所述芯片去除材料以在所述芯片上形成所述特征；以及

用第四材料覆盖所述芯片。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中所述第二材料为非晶硅。

5.根据权利要求3所述的方法，

其中所述芯片包含用于激光器的增益介质，所述基台由硅制成。

6.根据权利要求3所述的方法，

其中所述方法还包括在所述凹部中形成所述基座。

7.根据权利要求3所述的方法，

其中用所述第四材料覆盖所述芯片产生密封。

8.根据权利要求3所述的方法，

其中所述器件层包括波导；以及

其中所述芯片被接合至所述基台的所述基底层。

9.根据权利要求1或2所述的方法，

其中：

在移除所述衬底的至少一部分之前所述芯片延伸穿过所述器件层的所述开口；

在移除所述衬底的至少一部分之前所述芯片的所述衬底延伸高出所述基台。

10.根据权利要求9所述的方法，

所述方法还包括去除所述芯片的所述衬底的至少一部分，使得所述芯片未延伸高出所述基台。

11.根据权利要求1或2所述的方法，

其中所述基台包含晶体硅。