试样晶片及其制备方法技术

一种用于微转印工艺的试样晶片。所述试样晶片包括通过一个或多个栓绳附接到试样晶片的衬底的装置试样；其中所述栓绳或每个栓绳是至少部分地延伸穿过装置试样以接触试样晶片的衬底的柱。的衬底的柱。的衬底的柱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】试样晶片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种试样晶片及其制备方法。

技术介绍

[0002]不同材料系统的混合集成是光子装置非常感兴趣的领域。例如，基于III
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V族半导体的光电装置(例如激光器、调制器和放大器)与绝缘体上硅(SOI)平台的混合集成赋予了结合两种材料系统的最佳部分的优势。
[0003]然而，传统的芯片接合工艺通常使用倒装芯片接合，其中基于III
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V族半导体的装置被倒置并接合到SOI平台上的空腔中。由于对裸片接合的金属凸块要求以及难以准确控制相应部件的对准，制造工艺可能成本高昂但良率低。
[0004]因此，正在研究微转印(MTP)作为将基于III
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V族半导体的装置集成到SOI晶片内的替代方法。在这些方法中，在装置晶片上制造基于III
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V族半导体的装置。然后可以使用印模(通常由弹性体形成)将所述装置拾取并以与制造时相同的取向将其印刷到SOI晶片上的空腔中，而无需金属凸块。基于III
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V族半导体的装置与SOI平台中的波导之间的对准由此在竖直方向(z方向)上预先确定。因此，对准要求从三个维度减少到两个维度，这可以更容易地促成。
[0005]MTP工艺的一个方面是装置试样的栓接。装置试样形成在试样晶片上或由试样晶片形成，并经由一个或多个周边栓绳附接到衬底。周边栓绳跨装置试样的上表面并沿着装置试样的一个或多个竖直侧向下延伸以接触试样晶片的衬底。当装置试样从试样晶片上释放时(通过去除分离层)，装置试样通过栓绳栓接到晶片，并且因此准备好被拾取。然而，这些周边栓绳会降低晶片上的装置试样密度，并且可能导致其他故障模式(释放后粘附到晶片、印刷期间未对准等)。
[0006]因此期望改进MTP工艺，提高产量和良率以使所述工艺在商业上可行。

技术实现思路

[0007]因此，在第一方面，本专利技术的实施方案提供了一种用于微转印工艺的试样晶片，所述试样晶片包括通过一个或多个栓绳附接到试样晶片的衬底的装置试样；其中所述栓绳或每个栓绳是至少部分地延伸穿过装置试样以接触试样晶片的衬底的柱。
[0008]通过提供一个或多个柱形式的栓绳，可以增加试样晶片上的装置试样密度，因为周边栓绳不是必要的。因此，也可以避免与周边栓绳相关联的故障模式。此外，柱可以使装置试样弯曲或塌陷的风险最小化，因此允许制造更大外形规格的装置试样。
[0009]试样晶片可以具有以下任选特征中的任一者，或者就其可兼容的方面来说，可以具有以下任选特征的任何组合。
[0010]装置试样可以包括波导。装置试样可以包括电光活性区域或部件。装置试样可以是基于III
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V族半导体的装置试样。基于III
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V族半导体可以意指装置试样包括一个或多个III
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V族半导体层。装置试样可以包括反射镜。例如，装置试样可以包括被配置为反射光的
反射表面(例如金属表面)。
[0011]柱可以位于装置试样的中央部分中。也就是说，柱可以远离装置试样的一个或多个横向边缘定位。
[0012]柱可以延伸穿过整个装置试样。柱可以从装置试样的离衬底最远的表面延伸到衬底。
[0013]柱可以由衬里形成，衬里为延伸穿过装置试样的孔加衬。
[0014]柱可以包括填充孔的填料。填料可以由以下各者形成：苯并环丁烯、苯并环丁烯粘合剂、苯并环丁烯树脂、聚酰亚胺或二氧化硅。填料可以是电介质。填料的一部分可以直接邻接装置试样。填料可以是光致抗蚀剂。
[0015]柱可以由单一材料形成。例如，柱可以完全由氮化硅形成。
[0016]柱可以包括具有第一宽度的第一区域和具有比第一宽度窄的第二宽度的第二区域，其中第二区域位于第一区域与衬底之间。
[0017]柱可以衬有衬里。衬里可以由基于氮化物的材料形成。衬里可以由氮化硅形成。衬里可以由不被用于去除释放层的任何蚀刻剂蚀刻的材料形成。
[0018]柱可以具有T形形状。从以横截面观察时，T形形状可能很明显。T条可以是柱相对于试样晶片的衬底的最远端部分。柱可以具有螺钉或钉子形状，例如柱可以具有细主体和宽的顶部或上部部分。当在三个维度上观察时，柱可以具有螺钉或钉子形状。
[0019]柱可以延伸不超过装置试样的最上表面。这可以有助于确保在微转印工艺中更可靠地拾取，因为柱不会相对于装置试样突出。
[0020]柱可以包括保留区域和可分离区域，其中可分离区域位于衬底与保留区域之间并经由可移除部分连接到保留区域。保留区域可以直接接触装置试样，而可分离部分可以通过衬里和/或可移除部分与装置试样分开。在使用中，可分离区域通过移除可移除部分而与保留区域分开。这产生在对应的平台晶片中不需要柱状凹部的装置试样。保留区域可以由与可分离区域相同或不同的材料形成。在一些示例中，可分离区域由与保留区域不同的材料形成，因此将表现出不同的蚀刻性质。
[0021]所述装置可以仅包括单一柱。在此示例中，所述装置可以包括一个或多个周边栓绳。装置试样可以包括至少两个柱。装置试样可以包括至少三个柱。
[0022]装置试样可以包括一个或多个周边栓绳，所述周边栓绳从装置试样水平延伸以将装置试样固定到试样晶片。
[0023]试样晶片还可以包括位于装置试样与衬底之间的释放层，并且其中所述柱或每个柱延伸穿过释放层。所述柱或每个柱可以由与释放层不同的材料形成。
[0024]在第二方面，本专利技术的实施方案提供了一种制备用于微转印工艺的试样晶片的方法，所述试样晶片包括装置试样，所述方法包括：
[0025](a)蚀刻释放层以及穿过装置试样的孔，以便暴露试样晶片的衬底的区域；以及
[0026](b)在孔中形成柱，所述柱提供栓绳，所述栓绳将装置试样附接到衬底。
[0027]通过形成一个或多个柱形式的栓绳，可以增加试样晶片上的装置试样密度，因为周边栓绳不是必要的。因此，也可以避免与周边栓绳相关联的故障模式。
[0028]第二方面的方法可以具有以下任选特征中的任一者，或者就其可兼容的方面来说，可以具有以下任选特征的任何组合。
[0029]所述方法还可以包括在步骤(b)之前执行的用衬里给孔加衬的步骤，并且其中步骤(b)包括将填料沉积到加衬的孔中以形成柱。释放层可以位于衬底与装置试样之间。
[0030]所述方法可以包括蚀除释放层的步骤。
[0031]所述方法还可以包括执行灰化蚀刻以去除所述柱或每个柱的一部分的步骤。
[0032]在第三方面，本专利技术的实施方案提供了一种平台晶片，所述平台晶片包括适合于接收装置试样的空腔，其中所述空腔包括在其底层中用于接收位于装置试样中的一个或多个柱的一个或多个柱状凹部。
[0033]平台晶片可以是基于硅的。例如，空腔可以形成在绝缘体上硅晶片的硅装置层中。
[0034]在第四方面，本专利技术的实施方案提供了一种光电装置，所述光电装置包括接合到第三方面的平台晶片的空腔的装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于微转印工艺的试样晶片，所述试样晶片包括通过一个或多个栓绳附接到所述试样晶片的衬底的装置试样；其中所述栓绳或每个栓绳是至少部分地延伸穿过所述装置试样以接触所述试样晶片的所述衬底的柱。2.如权利要求1所述的试样晶片，其中所述柱从所述装置试样的离所述衬底最远的表面延伸穿过整个装置试样到所述衬底。3.如权利要求1或权利要求2所述的试样晶片，其中所述柱由衬里形成，所述衬里为延伸穿过所述装置试样的孔加衬。4.如权利要求3所述的试样晶片，其中所述柱还包括填充所述孔的填料。5.如权利要求4所述的试样晶片，其中所述填料由苯并环丁烯、聚酰亚胺或二氧化硅形成。6.如权利要求1至3中任一项所述的试样晶片，其中所述柱由单一材料形成。7.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述柱包括具有第一宽度的第一区域和具有比所述第一宽度窄的第二宽度的第二区域，其中所述第二区域位于所述第一区域与所述衬底之间。8.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述柱衬有衬里。9.如权利要求3、4或8所述的试样晶片，其中所述衬里由基于氮化物的材料形成。10.如权利要求9所述的试样晶片，其中所述衬里由氮化硅形成。11.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述柱具有T形形状。12.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述柱包括保留区域和可分离区域，其中所述可分离区域位于所述衬底与所述保留区域之间并经由可移除部分连接到所述保留区域。13.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述装置试样包括至少三个柱。14.如任一前述权利要求所述的试样晶片，其中所述装置试样还包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：洛克利光子有限公司，
类型：发明
国别省市：