[发明专利]基于RE的集成光子和电子层状结构

权利要求书

1.一种层状结构，所述层状结构包括：

衬底；

在所述衬底的第一区域上方的外延扭转稀土氧化物层；和

在所述衬底的第二区域上方的稀土磷属元素化物层，其中所述第一区域和所述第二区域是非重叠的。

2.如权利要求1所述的层状结构，其中所述衬底是硅衬底，其具有(100)的晶体取向，

其中所述外延扭转稀土氧化物层具有(110)的晶体取向，并且

其中所述稀土磷属元素化物层具有(100)的晶体取向。

3.如权利要求2所述的层状结构，所述层状结构还包括：

在所述衬底的第三区域上方的界面层，其中所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域分开，

其中所述界面层由二氧化硅或晶片结合材料构成；

在所述界面层上方的硅层。

4.如权利要求3所述的层状结构，其中所述硅层具有(111)的晶体取向，并且所述层状结构还包括：

在所述硅层上方的具有(111)的晶体取向的稀土氧化物层。

5.如权利要求3所述的层状结构，其中所述硅层具有(100)的晶体取向，并且所述层状结构还包括：

在所述硅层上方的具有(100)的晶体取向的另一种稀土磷属元素化物。

6.如权利要求1所述的层状结构，其中所述衬底是具有(111)的晶体取向的硅衬底，并且所述层状结构还包括：

界面层和在所述界面层上方具有(100)的晶体取向的硅层的叠层，其中所述叠层覆盖所述第一区域和所述第二区域，并且介于所述衬底与所述外延扭转稀土氧化物层和所述稀土磷属元素化物层之间；和

在所述衬底的与所述第一区域或所述第二区域分开的第三区域上的具有(111)的晶体取向的稀土氧化物层。

7.如权利要求2所述的层状结构，其中所述衬底和所述硅层中的任一者包括多孔硅部分。

8.如权利要求2所述的层状结构，其中所述衬底和所述硅层中的任一者包括第一电掺杂类型的第一部分和第二电掺杂类型的第二部分，并且

其中通过向所述衬底或所述硅层添加额外的硅外延层以改变所述衬底或所述硅层的电掺杂来生成不同电掺杂类型的所述第一部分和所述第二部分。

9.如权利要求1所述的层状结构，其中所述衬底是具有(100)的晶体取向的锗衬底。

10.如权利要求1所述的层状结构，其中所述衬底是具有(100)的晶体取向的硅衬底，并且所述层状结构还包括：

在所述衬底的第三区域上方的界面层，其中所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域分开；和

在所述界面层上方的具有(100)的晶体取向的锗层。

11.如权利要求6所述的层状结构，其中所述外延扭转稀土氧化物层、所述稀土磷属元素化物层和所述稀土氧化物层的位置是可互换的。

12.如权利要求11所述的层状结构，所述层状结构还包括：

另一界面层和另一硅层的另一叠层，其中所述另一叠层直接在所述硅层上方并与所述第一区域和所述第二区域之一对准，并且

其中所述外延扭转稀土氧化物层、所述稀土磷属元素化物层和所述稀土氧化物层之一在所述另一硅层上方。

13.如权利要求4所述的层状结构，所述层状结构还包括：

在所述外延扭转稀土氧化物层、所述稀土磷属元素化物层和所述稀土氧化物层中的一者或多者的上表面上方的选自以下器件的组合：III-V器件、III-N器件、氧化物光子器件、电子器件和射频器件。