[发明专利]光电集成电路

说明书

本发明涉及一种光电集成电路，包括光电转换区和半导体器件区；其中，所述光电转换区包括发光器件、波导器件及探测器件，所述发光器件、所述波导器件及所述探测器件制备于同一硅基衬底上，且所述发光器件、所述波导器件及所述探测器件依次相连；所述半导体器件区包括半导体器件，且所述半导体器件与所述探测器件相连。本发明实施例，通过将压应变材料设置于PMOS表面和所述波导器件表面，张应变材料设置于NMOS表面和所述探测器件表面，通过应变调制波导器件和探测器件的禁带宽度，实现同层单片光电集成。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种光电集成电路。

背景技术

光纤通信的发展极其迅速，至1991年底，全球已敷设光缆563万千米，到1995年已超过1100万千米。光纤通信在单位时间内能传输的信息量大。一对单模光纤可同时开通35000个电话，而且它还在飞速发展。光纤通信的建设费用正随着使用数量的增大而降低，同时它具有体积小，重量轻，使用金属少，抗电磁干扰、抗辐射性强，保密性好，频带宽，抗干扰性好，防窃听、价格便宜等优点。

光电集成电路(optoelectronic integrated circuit,简称OEIC)，是指把光器件和电器件集成为有某种光电功能的模块或组件，其可以将光纤通信直接应用于芯片级，是推动光纤通信进一步发展的核心技术。一般而言，用分立器件的管心集成在一起的称为光电混合集成模块，在技术上已较为成熟，而用光和电的元器件集成在同一块半导体基片上的，称为单片集成模块，它是光电集成的发展方向。

然而，目前同一块半导体基片上的光电集成电路，由于探测器件、波导器件的能带调制问题使得光电集成存在很大难度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种光电集成电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种光电集成电路，包括光电转换区和半导体器件区；其中，

所述光电转换区包括发光器件、波导器件及探测器件，所述发光器件、所述波导器件及所述探测器件制备于同一硅基衬底上，且所述发光器件、所述波导器件及所述探测器件依次相连；

所述半导体器件区包括半导体器件，且所述半导体器件与所述探测器件相连。

在本发明的一个实施例中，所述发光器件为PIN二极管，所述PIN二极管包括第一GeSn合金层、第一Ge层和第一Si层，所述第一GeSn合金层、所述第一Ge层和所述第一Si层依次层叠于所述硅基衬底上。

在本发明的一个实施例中，所述波导器件包括SiO₂层、第二GeSn合金层、Si覆盖层及压应力层；其中，

所述SiO₂层位于所述波导器件的两侧，且与所述发光器件、所述探测器件相连以形成隔离；

所述第二GeSn合金层、所述Si覆盖层及所述压应力层依次层叠于所述硅基衬底上。

在本发明的一个实施例中，所述压应力层为SiN膜，且厚度为10～20nm。

在本发明的一个实施例中，所述波导器件为H型结构。

在本发明的一个实施例中，所述探测器件包括第三GeSn合金层、第二Ge层、第二Si层及张应力层，所述第三GeSn合金层、所述第二Ge层、所述第二Si层和所述张应力层依次层叠于所述硅基衬底上。

在本发明的一个实施例中，所述压应力层为SiN膜，且厚度为10～20nm。

在本发明的一个实施例中，所述半导体器件为CMOS器件。

在本发明的一个实施例中，所述CMOS器件的NMOS与所述探测器件相连，且在所述NMOS表面设置有张应力层，所述张应力层厚度为10～20nm。