一种三层堆叠结构晶圆的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种三层堆叠结构晶圆的制备方法及其应用。该三层堆叠结构晶圆可在晶圆层面集成信号调制层、光学导波层及光电转换层的三层堆叠结构。本发明专利技术通过在同一晶圆上集成三种异质材料的方法，可以有效规避传统方法在利用光学导波层进行信号调制时易产生的高插损和高加工难度的固有缺陷。通过将信号调制和光电转换分别转移至对应层进行处理，可充分利用各层材料特性以实现低调制插损且高光学增益的有源/无源集成光电器件芯片。益的有源/无源集成光电器件芯片。益的有源/无源集成光电器件芯片。

【技术实现步骤摘要】
一种三层堆叠结构晶圆的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于半导体工艺与材料领域，特别涉及一种基于异质集成的三层堆叠结构晶圆的制备方法及应用，基于该晶圆可制备包含多种功能的无源/有源光电器件的半导体晶圆平台，该平台可用于宽波长范围内的自由空间/链路空间通信，自由空间/链路传感与生物医疗感知等应用。

技术介绍

[0002]摩尔定律自1965年被提出以来经历了几十年的发展，其受限于光学衍射极限以及现有半导体加工工艺与备选材料的趋势愈专利技术显。硅基光子集成电路（photonic integrated circuits，PIC）自二十一世纪初期以来迅猛发展，其中心思想在于将传统光学分立器件通过片上集成的方式构建为如同微电子芯片（microelectronic chips）一般的微系统以实现不同光功能的单片集合功效。特别地，利用互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）工艺链及其变种工艺链实现PIC芯片的制备技术在近年来成为了主流。得益于精细线宽制程的帮助，PIC被主要应用在通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三层堆叠结构晶圆的制备方法，其特征在于，所述三层堆叠结构晶圆由衬底晶圆、中间层晶圆和顶层晶圆/切片经过两次堆叠而成；所述衬底晶圆具有信号调制层，所述中间层晶圆具有光学导波层，所述顶层晶圆/切片具有光电转换层；第一次堆叠，将衬底晶圆与中间层晶圆结合并减薄得到光学波导晶圆；第二次堆叠，将光学波导晶圆与顶层晶圆/切片结合并减薄得到最终的三层堆叠结构晶圆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号调制层、光学导波层、光电转换层两两之间互为异质材料。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号调制层在衬底晶圆的顶层；所述光学导波层在中间层晶圆的顶层；第一次堆叠过程中，对衬底晶圆和中间层晶圆的顶层进行表面悬挂键预处理，之后进行结合，将与衬底晶圆结合后的中间层晶圆进行减薄，保留光学导波层并进行后处理，得到光学波导晶圆。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电转换层在顶层晶圆/切片的顶层；所述光电转换层具有对光电信号间的转换和/或光信号的增益功能；第二次堆叠过程中，首先对光学波导晶圆的顶层进行图案定义与刻蚀，形成平坦的介质层，再对介质层表面进行悬挂键预处理，之后与顶层晶圆/切片进行结合，将与光学波导晶圆结合后的顶层晶圆/切片进行减薄，保留光电转换层，得到最终的三层堆叠结构晶圆。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在三层堆叠结构晶圆的顶层进行图案定义与刻蚀，在刻蚀后的三层堆叠结构晶圆的顶层形成保护层，并进行金属电极形成与封装。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电转换层由N型接触层、量子结构层、P型接触层依次堆叠形成，此时P...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子强，单子豪，周武平，黄锦熙，
申请(专利权)人：杭州视光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：