[发明专利]在N型接触之间具有改进的电气隔离的光子集成电路

说明书

本公开涉及一种光子集成电路(1)，包括装配在具有外延层堆叠(2)的半导体晶圆上的第一光电器件(10)和第二光电器件(12)，外延层堆叠(2)包括设置有至少一个选择性p型掺杂管状区域(6)的n型基于磷化铟的接触层(3)，区域(6)用于在第一光电器件和第二光电器件的各自的n型接触区域之间提供电气屏障，第一光电器件和第二光电器件通过装配在包含磷化砷铟镓的非故意掺杂波导层(9)中的无源光波导(14)光学互连，非故意掺杂波导层被布置在n型掺杂接触层的顶部上，至少一个选择性p型掺杂管状区域的第一部分(15)布置在第一光电器件与第二光电器件之间的无源光波导的下方。本公开还涉及一种包括该光子集成电路的光电系统(33)。

技术领域

本公开涉及一种光子集成电路，该光子集成电路在该光子集成电路的第一光电器件的n型接触与第二光电器件的n型接触之间具有改进的电气隔离。本公开还涉及一种包括所述光子集成电路的光电系统。

背景技术

由于集成在单个光子芯片上的光电功能的数量越来越多，现代光子集成电路(PIC)变得越来越复杂。PIC最通用的技术平台使用含有基于磷化铟(InP)的材料的半导体晶圆。基于磷化铟的技术提供了将所有有源元件(例如，发光光电器件和/或吸光光电器件)以及无源元件(例如，导光光电器件和/或光转换光电器件)集成到单个光子芯片上的一个PIC中的可能性。

本领域现有的示例性PIC包括例如通过无源光波导光学互连的发光元件、吸光元件和光转换元件。发光元件、吸光元件和光转换元件中的每个都需要针对它们各自的n型掺杂接触区域或p型掺杂接触区域的n型欧姆金属接触和/或p型欧姆金属接触。本领域中这种现有的PIC的缺点在于，由于在不同的发光元件、吸光元件和光转换元件被布置得彼此过近时，这些元件的n型掺杂接触区域之间的电气隔离不足，因此，PIC占用空间(footprint)的减少受到限制。这是由于以下事实造成的：尽管有可能蚀刻掉各个光电器件之间多余的n型掺杂基于InP的半导体材料，以增加它们各自的n型掺杂接触区域之间的电气隔离，但是，无法去除掉位于无源光波导下方的n型掺杂基于InP的半导体材料，其中，该无源光波导被布置成将各个光电器件光学互连。本领域中这种现有的PIC的另一个缺点在于，为了增加各个光电器件的各自的n型掺杂接触区域之间的电气隔离，蚀刻掉了各个光电器件之间的多余的n型掺杂基于InP的半导体材料，但上述蚀刻步骤会在包括PIC的光子芯片的表面增加额外的拓扑结构。该额外的表面拓扑会对例如光子芯片加工期间的后续光刻步骤产生负面影响。

基于上述内容，需要提供一种在PIC的不同光电器件的n型掺杂接触区域之间具有改进的电气隔离的PIC，以使得光子芯片的占用空间能够进一步降低，其中，该不同光电器件通过无源光波导进行光学互连，而不会干扰由无源光波导提供的光学光路。

发明内容

本公开的目的是提供一种光子集成电路(PIC)，其可以预先制止或至少减少与本领域现有的PIC相关联的上述缺点和/或其他缺点中的至少一者。

本公开的另一个目的是提供一种包括所述PIC的光电系统。

在所附的独立方案和从属方案中阐述了本公开的方面。从属方案中的特征可以适当地与独立方案中的特征组合，而不仅仅如明确阐述的那样。此外，所有特征都可以用其他技术上等效的特征替换。

通过一种光子集成电路(PIC)实现上述目的中的至少一个，该光子集成电路(PIC)包括：

半导体晶圆，具有外延层堆叠，所述外延层堆叠包括：