[发明专利]光子集成电路的电隔离

权利要求书

1.一种在光子集成电路的波导结构中提供电隔离的方法，所述光子集成电路包括多个光电器件，并被配置成集成多个光子功能，所述电隔离被提供于第一光电器件和第二光电器件之间，其中所述第一光电器件和第二光电器件由所述波导结构光学连接，及其中所述波导结构包括衬底、所述衬底上的缓冲层和所述缓冲层上的核心层，该核心层光学连接到所述第一光电器件和所述第二光电器件；所述缓冲层包括第一类型的掺杂剂，所述第一类型为n型或p型，在所述核心层上方添加任何层之前，所述方法包括：

将第二类型的掺杂剂扩散到所述波导结构中，所述第二类型与所述第一类型的极性相反；

允许所述掺杂剂穿透所述缓冲层到达所述衬底以形成阻挡结；以及

在所述核心层的顶部添加具有第二类型的掺杂剂的过度生长层，

还包括通过氦注入在对应于选择的电隔离区域的所述过度生长层中产生隔离区域的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一类型的掺杂剂扩散到所述波导结构中的步骤包括以下步骤：选择至少一个区域作为电隔离区域，并将电介质掩模施加到所述核心层的上表面，所述电介质掩模中的窗口暴露对应于所选电隔离区域的上表面区域。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括通过蚀刻和再生长所述核心层的至少一部分从所述核心层去除所述掺杂剂的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一类型的掺杂剂是n型掺杂剂，所述第二类型的掺杂剂是p型掺杂剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二类型的掺杂剂是锌。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二类型的掺杂剂是镁。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述波导结构包括在所述衬底和所述缓冲层之间的扩散阻挡层。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述波导结构包括在所述缓冲层内的扩散阻挡层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述缓冲层包括邻近所述衬底的第一子层，所述第一子层包括扩散阻挡层，以及在所述第一子层和所述核心层之间的第二子层，所述第二子层不具有扩散阻挡层。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述缓冲层包括三个子层：邻近所述衬底的第一子层，所述第一子层不具有扩散阻挡层；邻近所述核心层的第二子层，所述第二子层不具有扩散阻挡层；以及位于所述第一子层和所述第二子层之间的第三子层，所述第三子层包括扩散阻挡层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一子层比所述第二子层薄。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述扩散阻挡层包括以下之一：铝铟砷化物、铝镓铟砷化物、铟镓砷化物和铟镓砷磷化物。

13.一种用于在光子集成电路中光学连接第一光电器件和第二光电器件的波导结构，所述光子集成电路包括多个光电器件，并被配置为集成多个光子功能，以及所述波导结构包括：衬底(303)；包括第一类型的掺杂剂的缓冲层(302)和核心层(301)，该核心层光学连接到所述第一光电器件和所述第二光电器件；其中所述缓冲层位于所述衬底和所述核心层之间，所述波导结构还包括至少一个电隔离区域(501)，所述至少一个电隔离区域包括在所述缓冲层内的第一隔离区域并且包括扩散到所述第一隔离区域中的第二类型的掺杂剂，所述第一类型的掺杂剂和所述第二类型的掺杂剂具有相反的极性；并且所述波导结构还包括所述核心层上方的过度生长层(901)，所述过度生长层包括所述第二类型的掺杂剂，

其中选择的电隔离区域还包括在所述过度生长层内的第二隔离区域，所述第二隔离区域包括注入到所述过度生长层中的氦离子。

14.根据权利要求13所述的波导结构，其中所述核心层包括本征半导体。