[发明专利]基于异质结薄膜光源的光耦、其放大集成电路及制作方法

权利要求书

1.一种基于异质结薄膜光源的光耦，其特征在于：包括制作在第一衬底上的自下而上轴向排布的硅基TiO₂薄膜光源、第一介质层和硅光探测器；

所述第一衬底中注入有第一深P阱以及与第一深P阱相连的第一高深宽比P阱和第二高深宽比P阱，第一深P阱、第一高深宽比P阱和第二高深宽比P阱相连形成第一岛，第一岛的上部嵌有第一薄P⁺阱；

第一衬底的上表面生长覆盖有第一SiO₂层，在第一薄P⁺阱上方的第一SiO₂层中嵌有与第一SiO₂层厚度相等的TiO₂薄膜层，TiO₂薄膜层的宽度小于第一薄P+阱的宽度，TiO₂薄膜层上淀积有与其自身宽度相同的第一ITO薄膜层；

光源正极从第一薄P⁺阱引出，光源负极从第一ITO薄膜层引出；

所述第一衬底是n型硅衬底。

2.根据权利要求1所述的基于异质结薄膜光源的光耦，其特征在于：所述第一介质层采用SiO₂材料，第一介质层的宽度小于第一ITO薄膜层的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的基于异质结薄膜光源的光耦，其特征在于：所述硅光探测器是形成于第一介质层上的硅PIN光电二极管，硅PIN光电二极管包括淀积在第一介质层上的第二ITO薄膜层，第二ITO薄膜层上依次生长有N⁺型非晶硅层、I型非晶硅层，I型非晶硅层的上部嵌有第二薄P⁺阱，I型非晶硅层的上表面覆盖有第二SiO₂层；

所述第二ITO薄膜层的宽度与第一介质层的宽度相同，N⁺型非晶硅层、I型非晶硅层的宽度相同，第二ITO薄膜层的宽度大于N⁺型非晶硅层的宽度；

硅PIN光电二极管的正极从第二ITO薄膜层引出，硅PIN光电二极管的负极从第二薄P⁺阱引出。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的基于异质结薄膜光源的光耦的制作方法，其特征在于按照以下步骤顺序进行：

一 、选用n型掺杂的硅晶圆作为第一衬底，借助掩膜版，用离子注入工艺，首先在第一衬底上依次完成第一深P阱、第一高深宽比P阱、第二高深宽比P阱的制作，形成第一岛，接着在第一岛的上部完成第一薄P⁺阱的制作；

二、采用溅射工艺，在第一衬底的上表面镀一层TiO₂薄膜，之后采用感应耦合等离子体刻蚀工艺对TiO₂薄膜进行刻蚀，去除多余部分的TiO₂薄膜，形成宽度小于第一薄P⁺阱宽度的TiO₂薄膜层；

三、采用低压力化学气相沉积法在第一衬底的上表面生长第一SiO₂层，以起到电学隔离的作用；

四、采用化学机械抛光工艺对第一SiO₂层和TiO₂薄膜层的表面进行平坦化处理，使TiO₂薄膜层与第一SiO₂层的厚度相同；

五、采用磁控溅射工艺在TiO₂薄膜层的上方生长第一ITO薄膜层，然后利用等离子体刻蚀工艺对第一ITO薄膜层进行刻蚀，使第一ITO薄膜层的宽度与TiO₂薄膜层宽度相同；

六、采用低压力化学气相沉积法在第一ITO薄膜层的上方生长第一介质层；

七、在第一介质层上制作硅光探测器；

八、采用磁控溅射工艺从第一薄P⁺阱引出光源正极，从第一ITO薄膜层引出光源负极，从第二ITO薄膜层引出硅光探测器正极，从第二薄P⁺阱引出硅光探测器负极，并利用ICP工艺刻蚀掉多余的铝金属；

九、进行低温退火，使光源正极、出光源负极、硅光探测器正极、硅光探测器负极与各自所在的位置分别形成欧姆接触。