[发明专利]制作半导体器件的方法、半导体器件和半导体集成电路

说明书

公开了一种制作半导体器件的方法、半导体器件和半导体集成电路。该方法包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括第一衬底、第一绝缘层以及半导体层；对所述半导体层进行图案化以形成光栅耦合器；在所述半导体层背离所述第一绝缘层的一侧形成彼此堆叠的至少一个功能层，包括：形成第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层的背离所述第一绝缘层一侧形成图案化导电层，其中所述图案化导电层包括反射性图案部分，并且所述光栅耦合器在所述第二绝缘层的上的正交投影位于所述反射性图案部分在所述第二绝缘层的上的正交投影内；将所述至少一个功能层与载体衬底进行键合；以及完全移除所述第一衬底。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别是涉及一种制作半导体器件的方法、半导体器件和半导体集成电路。

背景技术

硅光子技术利用光信号代替电信号来传输数据。它提供了高集成度、高传输速率、低功耗等优点，并且因此被认为是有前景的技术。基于互补金属化合物半导体(CMOS)工艺来开发面向硅光芯片的工艺是业内的主流研究方向。

然而，CMOS工艺兼容的硅光工艺正面临一些挑战。例如，为了提供到光子器件的光学传输通道，需要利用开窗工艺来刻透硅光芯片中的多层介电材料层，导致硅光工艺的大规模应用变得困难。另外，为了实现电学性能(例如，微波损耗)的改善，可能需要牺牲硅光芯片其他方面的性能(例如，结构稳定性)。

发明内容

提供一种缓解、减轻或者甚至消除上述问题中的一个或多个的机制将是有利的。

根据本公开的一些实施例，提供了一种制作半导体器件的方法，包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括第一衬底、所述第一衬底上的第一绝缘层以及所述第一绝缘层上的半导体层；对所述半导体层进行图案化以形成光栅耦合器；在所述半导体层背离所述第一绝缘层的一侧形成彼此堆叠的至少一个功能层，包括：在所述半导体层的背离所述第一绝缘层一侧形成第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层的背离所述第一绝缘层一侧形成图案化导电层，其中所述图案化导电层包括反射性图案部分，并且所述光栅耦合器在所述第二绝缘层的上的正交投影位于所述反射性图案部分在所述第二绝缘层的上的正交投影内；在所述至少一个功能层背离所述半导体层的一侧，将所述至少一个功能层与载体衬底进行键合；以及完全移除所述第一衬底，以使得在所述光栅耦合器与所述半导体器件的位于所述第一绝缘层背离所述半导体层一侧的外部之间，经由所述第一绝缘层提供而不经由所述第一衬底光学传输通道。

根据本公开的一些实施例，提供了一种半导体器件，包括：第一绝缘层；半导体层，与所述第一绝缘层堆叠，所述半导体层包括光栅耦合器；载体衬底，与所述半导体层对向设置；以及彼此堆叠的至少一个功能层，位于所述半导体层与所述载体衬底之间，所述至少一个功能层包括：第二绝缘层，位于所述半导体层的背离所述第一绝缘层一侧；以及图案化导电层，位于所述第二绝缘层的背离所述第一绝缘层一侧，其中所述图案化导电层包括反射性图案部分，并且所述光栅耦合器在所述第二绝缘层上的正交投影位于所述反射性图案部分在所述第二绝缘层上的正交投影内；其中，在所述第一绝缘层的背离所述半导体层的整个表面上未设置半导体材料，以使得在所述光栅耦合器与所述半导体器件的位于所述第一绝缘层背离所述半导体层一侧的外部之间，经由所述第一绝缘层而不经由所述半导体材料提供光学传输通道。

根据本公开的一些实施例，提供了一种半导体集成电路，包括如上所述的半导体器件。

根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。

附图说明

在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：

图1是根据本公开示例性实施例的制作半导体器件的方法的流程图；

图2A至2I是根据本公开示例性实施例的通过图1的方法的各个步骤形成的示例结构的示意图；