[发明专利]基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统

权利要求书

1.一种基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统，其特征在于，包括：位于下面的光电探测器和位于上面的PIN-LED结构，其中，所述的光电探测器包括有构成阳极的衬底（1），在所述衬底（1）上端面的中部嵌入有构成阴极的N阱（2），在所述N阱（2）上端面的中部嵌入有中部浅沟道隔离层（5a），在所述N阱（2）的上端面且位于所述中部浅沟道隔离层（5a）的外侧嵌入有一圈光电探测器阴极连线端（4），在所述衬底（1）和N阱（2）相邻处的上端面且位于所述光电探测器阴极连线端（4）的外侧嵌入有一圈外侧浅沟道隔离层（5b），在所述衬底（1）的上端面且位于所述外侧浅沟道隔离层（5b）的外侧嵌入有一圈光电探测器阳极连线端（3）；所述光电探测器的上端设置有SiO₂（18），所述PIN-LED结构嵌入在所述的SiO₂（18）内且通过栅氧层（8）设置在所述中部浅沟道隔离层（5a）的上端面上，所述PIN-LED结构包括有并排设置的3对PIN-LED，所述SiO₂（18）内对应所述PIN-LED和光电探测器的各电极分别形成有若干个用于连接外部电源的连线孔，所述SiO₂（18）内嵌入有分别贯穿若干个所述连线孔用于所述的PIN-LED和光电探测器与外部电源相连的连线，所述SiO₂（18）内对应所述PIN-LED结构还嵌入有用于反光的光反射金属板（19）。

2.根据权利要求1所述的基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统，其特征在于，所述的3对PIN-LED的结构相同，每一对都包括有位于中部的共用PIN-LED阴极（12），位于所述共用PIN-LED阴极（12）一侧的第一PIN-LED i区（13a），位于所述共用PIN-LED阴极（12）另一侧的第二PIN-LED i区（13b），位于所述第一PIN-LED i区（13a）外侧的第一PIN-LED阳极（11a），以及位于所述第二PIN-LED i区（13b）外侧的第二PIN-LED阳极（11b）。

3.根据权利要求2所述的基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统，其特征在于，形成在所述SiO₂（18）内的对应所述PIN-LED的连线孔，包括有：垂直形成在所述第一PIN-LED阳极（11a）上端面的第一PIN-LED阳极连线孔（17a），垂直形成在所述第二PIN-LED阳极（11b）上端面的第二PIN-LED阳极连线孔（17b），以及垂直形成在所述共用PIN-LED阴极（12）上端面的PIN-LED阴极连线孔（15）。

4.根据权利要求1所述的基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统，其特征在于，形成在所述SiO₂（18）内的对应所述光电探测器各电极的连线孔包括有：垂直形成在所述光电探测器阴极连线端（4）上端面的一圈光电探测器阴极连线孔（9）和垂直形成在所述光电探测器阳极连线端（3）上端面的一圈光电探测器阳极连线孔（7）。

5.根据权利要求1所述的基于标准CMOS工艺的多晶硅LED/单晶硅PD纵向光互连系统，其特征在于，所述的与外部电源相连的连线，包括有分别嵌入在所述的SiO₂（18）内的：分别贯穿垂直形成在所述光电探测器阳极连线端（3）上端面的光电探测器阳极连线孔（7）用于光电探测器阳极连线端（3）与外部电源相连的光电探测器阳极外接导线（6）；分别贯穿垂直形成在所述光电探测器阴极连线端（4）上端面的光电探测器阴极连线孔（9）用于光电探测器阴极连线端（4）与外部电源相连的光电探测器阴极外接导线（10）；分别贯穿垂直形成在3对PIN-LED的第一PIN-LED阳极（11a）和第二PIN-LED阳极（11b）上端面的第一PIN-LED阳极连线孔（17a）和第二PIN-LED阳极连线孔（17b），用于第一PIN-LED阳极（11a）和第二PIN-LED阳极（11b）与外部电源相连的PIN-LED阳极外接导线（14），以及分别贯穿垂直形成在3对PIN-LED的共用PIN-LED阴极（12）上端面的PIN-LED的阴极连线孔（15），用于共用PIN-LED阴极（12）与外部电源相连的PIN-LED阴极外接导线（16）。