[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本申请涉及半导体器件及其制造方法。半导体器件的可靠性得到改进。在绝缘层上方形成光波导和p型半导体部分。在p型半导体部分上方形成包括n型半导体部分和盖层的多层本体。在覆盖光波导、p型半导体部分和多层本体的第一层间绝缘膜上方，形成位于光波导上方的加热器。在第一层间绝缘膜中，形成第一接触孔和第二接触孔。与p型半导体部分电耦合的第一接触部分连续地形成在第一接触孔中和第一层间绝缘膜上方。与盖层电耦合的第二接触部分连续地形成在第二接触孔中和第一层间绝缘膜上方。形成在第二层间绝缘膜上方的布线经由嵌入第二层间绝缘膜中的插塞而与加热器以及第一接触部分和第二接触部分电耦合。

相关申请的交叉引用

于2017年6月29日提交的日本专利申请No.2017-127366的公 开内容，包括说明书、附图和摘要，通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，并且可以适用于其中嵌入 例如硅光子器件的半导体器件及其制造方法。

背景技术

近年来，硅光子技术已经发展起来。硅光子技术使用由用作材料 的硅制成的光波导经由光学电路将光学器件和电子器件彼此耦合。其 中光学器件和电子器件因此使用光学电路而彼此耦合和安装的半导 体器件被称为光通信模块。

这种半导体器件包括以下的半导体器件，其具有：光波导，作为 用于光信号的传输线，由经由绝缘层形成在基底上方的半导体层制 成；以及绝缘膜，被形成为覆盖光波导。此时，光波导用作核心层， 而绝缘层和绝缘膜用作包覆层。

在非专利文献1中，图1示出了具有锗光电探测器(Ge PD)、 Si调制器(Si MOD)、Si波导(Si WG)和TiN加热器的硅光子平 台的横截面图。

[相关技术文献]

[非专利文献]

[非专利文献1]Andy Eu-Jin Lim等人，“Review of Silicon Photonics FoundryEfforts”，IEEE JOURNAL of SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS，第20卷，第4期，2014年7/8月，8300112

发明内容

本发明人考虑将光调制器和光接收器(光电转换器)嵌入应用了 硅光子技术的半导体器件中，并使用涉及加热器用于光调制器的加 热。在这种情况下，需要将各种元件耦合到布线，但是除非创造性地 改进耦合结构，否则半导体器件的可靠性会变差。

根据本说明书和附图中的陈述，本发明的其他目的和新颖特征将 变得显而易见。

根据一个实施例，半导体器件包括形成在基底上方的绝缘层、形 成在绝缘层上方的第一光波导和第一半导体部分、形成在第一半导体 部分上方的第二半导体部分以及形成在绝缘层上方使得第一层间绝 缘膜覆盖第一光波导、第一半导体部分和第二半导体部分的第一层间 绝缘膜。在第一层间绝缘膜中，形成到达第一半导体部分的第一开口 和到达第二半导体部分的第二开口。半导体器件还包括：第一耦合电 极，其连续地形成在第一开口中以及第一层间绝缘膜上方，并且与第 一半导体部分电耦合；第二耦合电极，其连续地形成在第二开口中以 及第一层间绝缘膜上方，并且与第二半导体部分电耦合；以及加热器 部分，形成在第一层间绝缘膜上方以及第一光波导上方。在第一层间 绝缘膜上方，形成第二层间绝缘膜，使得第二层间绝缘膜覆盖加热器 部分、第一耦合电极和第二耦合电极。形成在第二层间绝缘膜上方的 第一布线经由嵌入第二层间绝缘膜中的第一导电插塞而与加热器部 分电耦合。形成在第二层间绝缘膜上方的第二布线经由嵌入第二层间 绝缘膜中的第二导电插塞而与第一耦合电极电耦合。形成在第二层间 绝缘膜上方的第三布线经由嵌入第二层间绝缘膜中的第三导电插塞 而与第二耦合电极电耦合。

根据该实施例，可以提高半导体器件的可靠性。