[发明专利]集成有导热层的光子器件

说明书

本公开涉及集成有导热层的光子器件。所公开的主题涉及在光电子/光子应用和集成电路(IC)芯片中使用的半导体器件。更具体地，本公开涉及具有用于将热从光子器件的光电子部件中移除的导热层的光子器件。

技术领域

本公开一般地涉及在光电子/光子应用和集成电路(IC)芯片中使用的半导体器件。更具体地，本公开涉及具有用于将热从光子器件的光电子部件中移除的导热层的光子器件。本公开还涉及形成本文所述的半导体器件的方法。

背景技术

硅光子学是电信、数据通信、医疗技术、安全、量子计算和感测领域中潜在革命性进步的平台。硅光子学具有实现小型、高度集成的光子学子系统的潜力，这些子系统利用数十年的硅制造经验、技术和可扩缩性来获得硅平台(即，用于高速信号传递和感测的硅光子学，以及用于后续逻辑运算和计算的互补金属氧化物半导体(CMOS)电子学)的全部潜力。这种多芯片集成还允许桥接不同的功能技术，例如微机电系统(MEMS)、III-V材料、非CMOS专用集成电路(ASIC)等。

光电子或光子器件是一类半导体器件，其包括至少能够检测、传输、操纵和利用电磁能(例如光)的部件。然而，这些光电子器件的性能对温度敏感。例如，光电子器件中的部件可能在器件工作期间发热，这导致可能对器件的性能产生不利影响(例如，器件的效率和可靠性的降低)的大温度变化。

发明内容

在本公开的一方面，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：位于衬底上方的第一导热层；位于所述衬底上方的第二导热层，其中所述第一导热层和所述第二导热层电隔离。光电子部件位于所述衬底上方，所述光电子部件横向位于所述第一导热层和所述第二导热层之间，并且所述光电子部件与所述第一导热层和所述第二导热层间隔开。

在本公开的另一方面，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：位于衬底上方的第一多个导热层；位于所述衬底上方的第二多个导热层，其中所述第一多个导热层和所述第二多个导热层电隔离。光电子部件位于所述衬底上方，所述光电子部件横向位于所述第一多个导热层和所述第二多个导热层之间，并且所述光电子部件与所述第一多个导热层和所述第二多个导热层间隔开，其中，相应的第一多个导热层和第二多个导热层中的所述导热层垂直于所述光电子部件。

附图说明

通过参考结合附图进行的以下描述，可以理解本公开。

为了图示的简单和清楚，附图图示了一般的构造方式，并且可以省略特征和技术的特定描述和细节，以避免不必要地使所描述的本公开的实施例的讨论模糊。另外，附图中的元素不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元素的尺寸可能相对于其他元素被放大，以帮助提高对本公开的实施例的理解。不同附图中的相同参考标号表示相同的元素，而相似的参考标号可以但不一定表示相似的元素。

图1A是俯视图，图1B是截面图，示出了具有导热层的半导体器件的示例。图1B是沿着图1A中的剖面线AA截取的截面图。

图2是图1A和图1B所示的示例半导体器件的透视图。

图3和图4是图2所示的半导体器件的其他示例变形例的透视图。

图5A是俯视图，图5B和图5C是截面图，示出了具有导热层的半导体器件的另一示例。图5B是沿着图5A中的剖面线AA截取的截面图。图5C是沿着图5A中的剖面线AA截取的替代截面图。

图6A是俯视图，图6B和图6C截面图，示出了具有导热层的半导体器件的又一示例。图6B是沿着图6A中的剖面线AA截取的截面图。图6C是沿着图6A中的剖面线AA截取的替代截面图。

图7至图12是示出本文所述的导热层和光电子部件的其他示例配置的俯视图。

图13A是俯视图，图13B至图13D是截面图，示出了具有导热层的半导体器件的又一示例。图13B是沿着图13A中的剖面线BB截取的截面图，图13C是沿着图13A中的剖面线CC截取的截面图，图13D是沿着图13A中的剖面线DD截取的截面图。