[发明专利]光谱芯片的制备方法和光谱芯片

说明书

公开了一种光谱芯片的制备方法和光谱芯片。所述制备方法包括：提供一转移件和一光谱芯片半成品，其中，所述转移件包括硅晶体层和形成于所述硅晶体层上的硅化物层，所述硅晶体层具有规则的晶向结构；在所述光谱芯片半成品的表面形成一可透光介质层；以所述转移件的所述硅化物层键合于所述光谱芯片半成品的所述可透光介质层的方式，将所述转移件耦接于所述光谱芯片半成品，以形成具有光调制结构的所述光谱芯片。这样，以如上所述的特定制备方法制得的所述光谱芯片的表面可以形成具有规则晶向结构的光学层结构，所述光学层结构具有对成像光线进行调制的作用。

技术领域

本申请涉及半导体光学领域，尤其涉及光谱芯片的制备方法和以所述制备方法制备的光谱芯片。

背景技术

硅材料是当前最重要的半导体材料，单质硅是比较活泼的非金属元素，其能够与96种稳定元素中64种元素形成硅化物。硅的主要用途取决于其半导性。

晶体硅包含单晶硅和多晶硅，多晶硅的主流制备方法是先用碳还原二氧化硅以生成硅，再用氯化氢反应来提纯获得更高浓度的多晶硅；单晶硅的主流制备方法是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法等从熔体中生成出棒状的单晶硅。单晶硅是具有完整的点阵结构的晶体，其内部硅原子的晶向是规则的。

在现有的一些光学器件中，需要在其表面形成一层硅晶体或者硅化合物，例如，在光谱芯片的结构配置中，需在其表面形成一层硅晶体并对所述硅晶体进行处理以获得光调制层，从而对透过该调制层的光线进行调制。然而，在制备过程中，由于直拉法或者悬浮区熔法等能够形成规则晶向的硅晶体或硅化物的工艺并不适用于在光谱芯片的表面上形成硅晶体或硅化物，因此，在实际产业中，通常采用气相沉积法在光谱芯片的表面上形成硅晶体或硅化物。然而，这种制备方法却存在诸多缺陷。

首先，采用气相沉积法得到的硅晶体或硅化物的内部原子并不是规则排列的，或者说，相较于直拉法或者悬浮区熔法所形成的硅晶体和硅化物，采用气相沉积法得到的硅晶体或硅化物的内部原子的晶向一致性和规则性较差。

进而，对于一些有特殊需求的光学器件而言，不完全规则的硅晶体或硅化物会影响光学器件的性能，也就是，无法保证所制得的光学器件的性能满足预设要求。

例如，在现有的用于光谱芯片的制备工艺中，其通过气相沉积法在感光芯片上沉积一层硅晶体并对所述硅晶体进行处理以获得光调制层，从而对透过该调制层的光线进行调制。对于光谱芯片而言，其需要该调制层的折射率尽可能地高，因此透过率高可使得光线损耗小，而用气相沉积方法获取的硅晶体由于其原子排列的晶向规则性较差，因此会导致该调制层透过率偏低，使得该调制层整体调制效果偏差。

因此，需要一种优化的用于光学器件的制备工艺。

发明内容

本申请的一优势在于提供一种光谱芯片的制备方法和光谱芯片，其中，所述光谱芯片的制备方法以类物理转移的方式将具有较优晶向排布的硅晶体层迁移到光谱芯片半导体的表面，以使得最终制得的所述光谱芯片的表面具有较优晶向排布的光学层结构。

本申请的另一优势在于提供了一种光谱芯片的制备方法和光谱芯片，其中，所述光谱芯片以特定的制备方法制得，其中，最终制得的所述光谱芯片的表面具有较优晶向排布的光学层结构。

通过下面的描述，本申请的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

为实现上述至少一优势，本申请提供一种光谱芯片的制备方法，其包括：

提供一转移件和一光谱芯片半成品，其中，所述转移件包括硅晶体层和形成于所述硅晶体层上的硅化物层，所述硅晶体层具有规则的晶向结构；

在所述光谱芯片半成品的表面形成一可透光介质层；以及

以所述转移件的所述硅化物层键合于所述光谱芯片半成品的所述可透光介质层的方式，将所述转移件耦接于所述光谱芯片半成品，以形成具有光调制结构的所述光谱芯片。