[发明专利]III-V族材料和氧化物材料之间的增强键合

说明书

本公开的实施例涉及III‑V族材料和氧化物材料之间的增强键合。当III‑V族半导体材料被键合到氧化物材料时，如果水分子被捕获在III‑V族材料和氧化物材料之间的界面处，则水分子会使键合降级。因为水分子可以容易地通过氧化物材料扩散，并且可以不容易通过III‑V族材料或通过硅扩散，因此迫使III‑V族材料抵靠氧化物材料能够迫使界面处的水分子进入氧化物材料并远离该界面。可以在制造期间，迫使界面处存在的水分子通过硅层中的垂直通道进入掩埋氧化物层，从而增强III‑V族材料和氧化物材料之间的键合。还可以迫使水分子通过氧化物材料中的横向通道、经过III‑V族材料的外围，并且通过扩散到氧化物材料外以进入大气。

技术领域

本公开一般涉及在集成电路(例如，光子集成电路)的制造期间的III-V族半导体材料与氧化物材料的键合。

背景技术

在集成电路的制造期间，III-V族半导体材料可以被键合到氧化物材料。如果水分子被捕获在III-V族半导体材料和氧化物材料之间的界面处，则水分子会使键合降级。

发明内容

根据本公开的一些实施例，一种集成电路可以包括：衬底；布置在衬底上的掩埋氧化物层；布置在掩埋氧化物层上的硅层，硅层包括延伸通过硅层到掩埋氧化物层的蚀刻的垂直通道；布置在硅层上的氧化物材料，氧化物材料延伸到硅层中的垂直通道中；以及布置在氧化物材料上的III-V族半导体层，其中在制造期间，迫使在III-V族半导体层和氧化物材料之间存在的水分子通过垂直通道进入掩埋氧化物层，从而增强III-V族半导体层和氧化物材料之间的键合。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得硅层还包括仅部分地延伸到硅层中的蚀刻的横向通道，氧化物材料延伸到硅层中的横向通道中，横向通道从III-V族半导体层的外围的内部横向延伸到III-V族半导体层的外围的外部。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得垂直通道跨III-V族半导体层的区域以第一重复图案被定位；并且横向通道围绕III-V族半导体层的外围以第二重复图案被定位。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得至少一些垂直通道与至少一些横向通道交叉。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得在制造期间施加氧化物材料，然后在制造期间对其抛光，以形成布置在硅层上的平坦化的氧化物层。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得III-V族半导体层被包括在III-V族半导体芯片上；并且在制造期间，迫使III-V族半导体芯片抵靠平坦化的氧化物层以迫使水分子通过垂直通道进入掩埋氧化物层。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得在制造期间：将硅层蚀刻至第一深度以形成横向通道；以及将硅层蚀刻至与第一深度不同的第二深度以在硅层中形成波导。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得在制造期间：将硅层蚀刻至第一深度以在硅层中形成横向通道并形成波导。

根据本公开的一些实施例，集成电路可以可选地被配置成使得衬底由硅(Si)形成；掩埋氧化物层由二氧化硅(SiO2)形成；氧化物材料是二氧化硅；并且III-V族半导体层由磷化铟(InP)形成。

根据本公开的一些实施例，一种制造集成电路的方法可以包括：提供绝缘体上硅晶圆，绝缘体上硅晶圆包括衬底、布置在衬底上的掩埋氧化物层，以及布置在掩埋氧化物层上的硅层；蚀刻硅层的各部分以产生延伸通过硅层到掩埋氧化物层的垂直通道；将氧化物材料施加到硅层上，所施加的氧化物材料延伸到硅层中的垂直通道中；与氧化物材料接触地放置III-V族半导体层；并且迫使III-V族半导体层抵靠氧化物材料，以迫使在III-V族半导体层和氧化物材料之间的界面处存在的水分子通过垂直通道进入掩埋氧化物层，从而增强III-V族半导体层和氧化物材料之间的键合。