[发明专利]CMOS工艺中的硅上锗激光器有效
申请号: | 201580078947.7 | 申请日: | 2015-03-06 |
公开(公告)号: | CN107534267B | 公开(公告)日: | 2021-04-23 |
发明(设计)人: | M·普罗斯特;M·埃尔库尔迪;P·博考德;F·伯夫 | 申请(专利权)人: | 意法半导体(克洛尔2)公司;国家科学研究中心;巴黎南方大学 |
主分类号: | H01S5/02 | 分类号: | H01S5/02;H01S5/042;H01S5/227;H01S5/30;H01S5/32 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所 11256 | 代理人: | 王茂华;张宁 |
地址: | 法国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | cmos 工艺 中的 硅上锗 激光器 | ||
本发明涉及一种形成锗波导的方法,包括步骤:提供P型硅衬底(1),采用重掺杂N型锗层(3)并采用第一N型掺杂硅层(5)涂覆;形成穿透至衬底中的沟槽(7)以形成衬底条带、锗条带、以及第一硅条带(5)的堆叠;以及采用氮化硅层(9)涂覆整个结构。
技术领域
本公开涉及一种锗激光器,其可以以与CMOS集成电路的形成兼容的方式而在硅上形成。
背景技术
硅上锗激光器被形成为具有所需长度的波导,波导包括由P型和N型硅条带所围绕的N型锗条带。P型和N型硅条带应该能够连接至各自正性和负性电势以执行向锗中的平面电注入。激光器可以特别地根据锗应变水平以在包括在从1.55至2.2μm的波长范围内的波长操作。
硅上锗波导的形成将在此必要地描述。应该理解,为了形成激光器,该波导将由反射表面纵向地界定在其相对端部处,反射表面可以例如对应于沟槽以获得空气-锗界面。可以优选地沉积薄地氮化硅层,SiN,以形成空气-SiN-锗界面或形成适用于发射所希望形成的激光器波长的布拉格反射镜。这些各种选项实现将在光子芯片上的锗层与由硅或SiN制成的无源波导相关联,注意硅在锗激光器所操作所处的波长的红外中是透明的。
硅-锗-硅组件形成了双异质结构。N掺杂的锗是激光器的有源区域。两个其他半导体扮演了电势垒的角色,其实现注入产生辐射复合所需的载流子并且将其限制在锗中。通常,锗条带是N型掺杂的,具有在从0.8至4 1019原子每cm3的范围内的密度。
需要可以通过仅使用当前CMOS集成电路技术制造的锗激光器,以及特别地在硅上的CMOS集成电路,其中至少一些晶体管具有应变的锗或硅-锗沟道区域。
发明内容
因此,实施例提供了一种形成锗波导的方法,包括步骤:采用沟槽界定P型硅衬底的区域,采用重掺杂N型锗条带并采用第一N型掺杂硅条带涂覆该区域;以及采用氮化硅层涂覆整个结构。
根据一个实施例,方法包括步骤:在第一硅条带的覆盖锗条带的侧面上在氮化硅中限定接触开口。
根据一个实施例,方法包括步骤:在形成沟槽并采用锗和硅涂覆之后,增宽衬底中的开口以使得锗条带停留在硅基底上。
一个实施例提供了一种锗波导,包括由横向沟槽界定的P型硅衬底,采用重掺杂N型锗条带并采用第一N型掺杂硅条带涂覆,组件采用氮化硅层涂覆。
根据一个实施例,在穿透至硅衬底中的部分中增宽沟槽,由此锗条带停留在减小宽度的第二硅条带上。
一个实施例提供了一种形成锗波导的方法,包括步骤:在硅衬底中形成重掺杂N型锗条带,在条带的每个侧面上分别形成P型和N型重掺杂硅条带,蚀刻以使得锗条带以及硅条带的相邻部分相对于衬底表面凸起,以及采用氮化硅层涂覆结构。
一个实施例提供了一种锗波导,包括,在硅衬底上的重掺杂N型锗条带,分别采用P型和N型掺杂的硅条带围绕,组件采用氮化硅层涂覆。
一个实施例提供了一种制造锗波导的方法,包括步骤:在采用锗层涂覆的衬底上形成重掺杂N型锗条带,在锗条带的任一侧面上分别沉积P型和N型掺杂的硅/锗条带,以及采用氮化硅层涂覆锗条带的上表面。
根据一个实施例,采用更轻掺杂的N型锗条带涂覆重掺杂的N型锗条带。
一个实施例提供了一种锗波导,包括在硅衬底之上采用锗层涂覆的重掺杂N型锗条带,该条带采用硅/锗条带围绕。
根据一个实施例,采用更轻掺杂的N型锗条带涂覆重掺杂的N型锗条带。
附图说明
将结合附图在以下具体实施例的非限定性说明中详细讨论前述以及其他特征和优点,在其之中:
图1A至图1D是说明了锗激光器的第一实施例的制造的连续步骤的简化横向剖视图;
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于意法半导体(克洛尔2)公司;国家科学研究中心;巴黎南方大学,未经意法半导体(克洛尔2)公司;国家科学研究中心;巴黎南方大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
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