光电子器件及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种制造包括模式转换器的光电子器件的方法，所述方法具有以下步骤：在第一绝缘体上硅（soi）晶片上，制造所述光电子器件；以及要么：在第二soi晶片上，制造模式转换器；以及将所述模式转换器接合到所述第一soi晶片；要么将第二soi晶片接合到所述第一soi晶片以形成组合晶片；以及将模式转换器蚀刻到所述组合晶片中。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二soi晶片或所述组合晶片上制造多个模式转换器。3.一种制造包括模式转换器的光电子器件的方法，所述方法具有以下步骤：在第一soi晶片上，制造所述光电子器件；在第二soi晶片上，制造所述模式转换器；以及将所述模式转换器接合到所述第一soi晶片。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述第二soi晶片上制造所述模式转换器包括以下步骤：将第一光刻胶设置在所述第二soi晶片的器件层的一部分上方；以及蚀刻所述器件层的暴露区以形成所述模式转换器。5.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述模式转换器形成为锥形波导，该锥形波导在宽度方面沿着平行于所述波导的引导方向减小。6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中在所述第二soi晶片上制造所述模式转换器包括为微转印印刷过程制备所述第二soi晶片的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其中为所述微转印印刷过程制备所述第二soi晶片包括以下步骤：将拴系件图案化到所述模式转换器上；以及去除在所述模式转换器和所述第二soi晶片的硅衬底之间的绝缘层，从而使所述模式转换器经由所述拴系件悬挂。8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中在所述第二soi晶片上制造所述模式转换器的所述步骤于在所述第一soi晶片上制造所述光电子器件的所述步骤之前或者与之同时执行。9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中将所述模式转换器接合到所述第一晶片是经由微转印印刷过程执行的。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述微转印印刷过程包括等离子体处理步骤以及退火步骤，以将所述模式转换器接合到所述第一晶片的接合区。11.根据权利要求3至10中任一项所述的方法，其中制造所述光电子器件包括以下（一个或多个）步骤：在所述第一soi晶片上制造输入波导和/或输出波导。12.根据权利要求3至11中任一项所述的方法，其中所述光电子器件是：电光调制器、激光器、检测器、阵列波导光栅、中阶梯光栅、马赫
‑
曾德尔干涉仪、环形谐振器、或其任何组
合。13.根据权利要求3至12中任一项所述的方法，其中所述光电子器件是电光调制器、激光器、或检测器，并且制造所述光电子器件包括以下步骤：将器件腔蚀刻到所述第一soi晶片的器件层上；以及在所述器件腔中生长光学有源区。14.根据权利要求13所述的方法，其中制造所述光电子器件还包括以下步骤：在所述器件腔中蚀刻生长的光学有源区以形成光学有源波导。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述光电子器件是电光调制器或检测器，并且制造所述光电子器件还包括：掺杂所述光学有源波导中的两个或更多个区；以及将电极设置成与所述光学有源波导的相应掺杂区电接触。16.根据权利要求3至15中任一项所述的方法，其中制造所述光电子器件还包括以下步骤，所述步骤在将所述第二晶片接合到所述第一晶片之前执行：将覆盖层设置在所述光电子器件上方，从而使用于将所述第一晶片接合到所述第二晶片的一个或多个接合区暴露。17.根据权利要求3至16中任一项所述的方法，包括以下步骤：在所述第二soi晶片或在另一soi晶片上制造另外的模式转换器，并且将所述另外的模式转换器接合到所述第一soi晶片。18.一种制造包括模式转换器的光电子器件的方法，所述方法具有以下步骤：在第一soi晶片上，制造光电子器件；将第二soi晶片接合到所述第一soi晶片以形成组合晶片；以及将模式转换器蚀刻到所述组合晶片中。19.根据权利要求18所述的方法，其中制造所述光电子器件包括以下（一个或多个）步骤：在所述第一soi晶片上制造输入波导和/或输出波导。20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中所述光电子器件是：电光调制器、激光器、检测器、阵列波导光栅、中阶梯光栅、马赫
‑
曾德尔干涉仪、环形谐振器、或其任何组合。21.根据权利要求18
‑
20中任一项所述的方法，其中所述光电子器件是电光调制器、激光器、或检测器，并且制造所述光电子器件包括以下步骤：将器件腔蚀刻到所述第一soi晶片的器件层中；以及在所述器件腔中生长光学有源区。22.根据权利要求21所述的方法，其中制造所述光电子器件还包括以下步骤：在所述器件腔中蚀刻生长的光学有源区以形成光学有源波导。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述光电子器件是光电调制器或检测器，并且制造所述光电子器件还包括：掺杂所述光学有源波导中的两个或更多个区；以及将电极设置成与所述光学有源波导的相应掺杂区电接触。24.根据权利要求18
‑
23中任一项所述的方法，其中制造所述光电子器件还包括以下步
骤，所述步骤在将所述第二晶片接合到所述第一晶片之前执行：将覆盖层设置在所述光电子器件上方，从而使用于将所述第一晶片接合到所述第二晶片的一个或多个接合区暴露。25.根据权利要求18
‑
24中任一项所述的方法，其中在将所述第二soi晶片接合到所述第一soi晶片之前，执行以下步骤：将第二腔蚀刻到所述第二soi晶片的器件层中。26.根据权利要求25所述的方法，其中将所述第二soi晶片接合到所述第一soi晶片包括以下步骤：倒置所述第二soi晶片，并且将其设置在所述第一soi晶片的上表面上。27.根据权利要求18
‑
26中任一项所述的方法，其中，在另外的步骤中，在所述第二soi晶片被接合到所述第一soi晶片之后，去除所述第二soi晶片的硅衬底。28.根据权利要求18
‑
27中任一项所述的方法，其中，在另外的步骤中，在所述第二soi晶片被接合到所述第一soi晶片之后，去除所述第二soi晶片的埋置氧化层。29.根据权利要求18
‑
28中任一项所述的方法，其中将所述第二soi晶片接合到所述第一soi晶片是经由晶片接合过程执行的。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述晶片接合过程包括使所述第一soi晶片和所述第二soi晶片退火的步骤。31.根据权利要求18
‑
30中任一项所述的方法，还包括将多个模式转换器蚀刻到所述组合晶片中的步骤。32.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的模式转换器的光电子器件。

技术总结
一种制造包括模式转换器的光电子器件的方法。该方法具有以下步骤：在第一绝缘体上硅（SOI）晶片上，制造光电子器件；以及要么：在第二SOI晶片上，制造模式转换器；并且将模式转换器接合到第一SOI晶片；要么将第二SOI晶片接合到第一SOI晶片以形成组合晶片；并且将模式转换器蚀刻到组合晶片中。换器蚀刻到组合晶片中。换器蚀刻到组合晶片中。


技术研发人员：余国民
受保护的技术使用者：洛克利光子有限公司
技术研发日：2019.12.09
技术公布日：2022/1/4