包括光电元件的集成电路器件制造技术

提供了一种集成电路(IC)器件，其包括光学IC衬底、位于所述光学IC衬底内部的局部沟槽和光电元件，所述光电元件包括掩埋在所述局部沟槽内部的光电转换层。所述光电转换层掩埋在所述光学IC衬底中的所述局部沟槽内部以形成所述光电元件。因此，所述IC器件可以抑制所述光学IC衬底的翘曲。

Integrated circuit devices including photoelectric elements

【技术实现步骤摘要】
包括光电元件的集成电路器件相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0120610的权益，其公开内容通过引用整体地并入本文。
本专利技术构思涉及集成电路(IC)器件，并且更具体地，涉及包括被实现在光学IC衬底上的光电元件(或光电器件)的IC器件。
技术介绍
为了满足对小型高速电子器件的需求，IC器件可以包括用于发送光信号的光电元件。光电元件可以包括在光学IC衬底上被形成到预定厚度的光电转换层或包覆层。当光电转换层或包覆层在光学IC衬底上被形成到预定厚度时，IC器件可能在光学IC衬底在制造过程期间或之后翘曲的情况下遭受翘曲现象。
技术实现思路
本专利技术构思提供一种集成电路(IC)器件，所述IC器件包括可以减小光学IC衬底和器件的翘曲并且不易受光学IC衬底和器件的翘曲影响的光电器件。根据本专利技术构思的一个方面，提供了一种IC器件，所述IC器件包括光学IC衬底、位于所述光学IC衬底内部的局部沟槽以及光电元件(或器件)，所述光电元件(或器件)包括掩埋在所述局部沟槽内部的光电转换层。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种IC器件，所述IC器件包括光学IC衬底、位于所述光学IC衬底内部的局部沟槽、掩埋在所述局部沟槽中的掩埋绝缘层以及光电元件，所述光电元件包括形成在所述掩埋绝缘层内的光电转换层，所述光电转换层通过所述掩埋绝缘层电绝缘。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种IC器件，所述IC器件包括：光学IC衬底；局部沟槽，所述局部沟槽形成在所述光学IC衬底中；光电元件，所述光电元件包括掩埋在所述局部沟槽中的光电转换层；以及光波导层，所述光波导层光耦合到所述光电转换层。附图说明根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，在附图中：图1是根据实施例的集成电路(IC)器件的俯视图；图2是根据实施例的光电元件的横截面图；图3A至图3C是根据各种实施例的图1和图2的光波导层的透视图；图4是根据实施例的光电元件的横截面图；图5是根据实施例的光电元件的横截面图；图6是根据实施例的光电元件的横截面图；图7是根据实施例的光电元件的横截面图；图8是根据实施例的光电元件的横截面图；图9是根据实施例的光电元件的横截面图；图10至图13是光波导层与可以在本文描述的IC器件实施例中实现的光电转换层之间的光耦合关系的横截面图；图14是根据实施例的图12的光耦合器的横截面图；图15是根据实施例的IC器件的俯视图；图16是根据实施例的包括IC器件的IC系统的图；以及图17是根据实施例的包括IC器件的计算系统的框图。具体实施方式图1是根据实施例的集成电路(IC)器件1000的俯视图。具体地，IC器件1000可以包括光学IC衬底100、光学器件(OD)390和光接口400。OD390可以形成在光学IC衬底100上。光学IC衬底100可以是绝缘体上硅(SOI)衬底或体硅衬底。OD390可以包括光电元件(还称为光电器件)300。光电元件300可以包括光电转换元件(还称为光电转换器件)。光电元件300可以包括光电检测器。光电元件300可以是光电二极管(PD)。光学器件390可以包括电光元件380或电光转换元件。电光元件380可以是激光二极管(LD)。图1示出了光电元件300和电光元件380都被集成在光学IC衬底100上的情况。然而，电光元件380可以未被集成在光学IC衬底100上，而是可以形成在单独的衬底上并且与单独的模块或系统形成在一起。光接口400可以形成在光学IC衬底100的一个面上(例如，形成在光学IC衬底100的有源表面上)。光接口400可以光耦合到光学IC衬底100。光接口400可以光耦合到形成在光学IC衬底100上的光波导层104。光波导层104可以是这样的层，即，在此层中形成有一个或更多个波导WG，以提供发送光(或光信号)所经过的一条或更多条路径。尽管OD390和光波导层104在图1中被示为分开的，然而光波导层104还可以形成在OD390中。光接口400可以是被配置为物理上且光学上连接到一个或更多个光纤404的光连接器。尽管光接口400在图1中被示为在光学IC衬底100上，然而光接口400可以被定位为与光学IC衬底100接触或分离。IC器件1000还可以包括可以形成在光学IC衬底100上的电子IC器件(EICD)200。EICD200可以位于光学IC衬底100上与OD390间隔开的位置处。光学IC还可以包括电接口500，在一些示例中，电接口500可以安装在光学IC衬底100的另一面上。电接口500可以通过布线(例如，作为IC器件1000的一部分而形成的导电金属线)耦合到EICD200。图1示出了连接到电接口500并在电接口500处端接的接口互连线503(例如，布线)。接口互连线503中的至少一条可以通过第一电路互连线103连接到EICD200。电接口500可以包括常规的半导体器件端子，诸如芯片焊盘、TSV(贯穿衬底通孔)、形成球栅阵列(BGA)的导电凸块(例如，焊球或焊料柱等)等。OD390可以通过第二电路互连线103(例如，诸如导电金属线的布线)电耦合到EICD200。电接口500可以位于光学IC衬底100上方和IC器件1000的有源表面的一部分上方，或者可以位于IC器件1000的背面(与有源表面的面相反)上并且可以与光学IC衬底接触。应当明白的是，接口互连线503和光纤404可以连接到IC器件1000，然而图1中所示的其他元件可以整体地形成为IC器件1000的一部分。当IC器件1000被具体实现为半导体芯片(例如，与其他IC器件1000一起形成在晶片上并从晶片切割(单分出来))时，电路互连线103、EICD200、光学器件390和光波导—包括光波导层(WG)104—可以整体地形成为半导体芯片的元件并且与半导体芯片的其他电/光电路元件整体地形成在一起。光接口400和电接口500的全部或部分也可以被形成为这种半导体芯片的一部分。例如，光接口400和电接口500分别可以是被配置为分别连接到外部信号传输线(诸如互连线503和光纤404)的电端子(诸如芯片焊盘)和光学端子(诸如波导的端部，例如，光波导层(WG)104的图案化元件的端部)。在下文中，将描述OD390、光接口400、EICD200和电接口500之间的信号传输关系。应当明白的是，虽然本说明书涉及一个信号的信号路径，但是这仅用于说明的目的，并且可以通过IC器件1000形成多个信号路径(以及因此多个电及光学传输元件和转换元件)以同时地(例如，并行地)操作来发送多个信号(即，可以在IC器件1000内重复图1的OD390、EICD200、电路互连线103和波导以在光接口400与电接口500之间提供多个信号路径)。通过连接到电接口500的接口互连线503发送的电信号可以由EICD200和OD390通过电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路器件，所述集成电路器件包括：/n光学集成电路衬底；/n局部沟槽，所述局部沟槽形成在所述光学集成电路衬底中；以及/n光电元件，所述光电元件包括形成在所述局部沟槽中的光电转换层。/n

【技术特征摘要】
20181010 KR 10-2018-01206101.一种集成电路器件，所述集成电路器件包括：
光学集成电路衬底；
局部沟槽，所述局部沟槽形成在所述光学集成电路衬底中；以及
光电元件，所述光电元件包括形成在所述局部沟槽中的光电转换层。


2.根据权利要求1所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括：
第一导电线，所述第一导电线电连接到所述光学集成电路衬底；以及
第二导电线，所述第二导电线电连接到所述光电转换层，
所述光电元件是垂直光电元件。


3.根据权利要求1所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括光耦合到所述光电元件的所述光电转换层的光波导，
其中，所述光电转换层包括多个半导体层。


4.根据权利要求1所述的集成电路器件，其中，所述光学集成电路衬底包括绝缘体上硅衬底，所述绝缘体上硅衬底包括基础硅层、位于所述基础硅层上的掩埋绝缘层和位于所述掩埋绝缘层上的硅层。


5.根据权利要求4所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括光耦合到包括所述光电转换层的所述光电元件的光波导，
其中，所述局部沟槽形成在所述绝缘体上硅衬底的所述掩埋绝缘层中，
其中，所述光波导包括由所述绝缘体上硅衬底的所述硅层形成的芯。


6.根据权利要求1所述的集成电路器件，其中，所述光学集成电路衬底包括体硅衬底。


7.根据权利要求6所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括光耦合到所述光电元件的所述光电转换层的光波导，
其中，所述局部沟槽形成在所述体硅衬底的上部中，
其中，在所述体硅衬底的所述局部沟槽中形成有掩埋绝缘层，
其中，所述光波导包括位于所述掩模绝缘层上的芯，所述芯包括硅层。


8.根据权利要求1所述的集成电路器件，其中，所述光学集成电路衬底包括双绝缘体上硅衬底，所述双绝缘体上硅衬底包括基础硅层、位于所述基础硅层上的第一掩埋绝缘层、位于所述第一掩埋绝缘层上的掩埋硅层、位于所述掩埋硅层上的第二掩埋绝缘层和位于所述第二掩埋绝缘层上的硅层。


9.根据权利要求8所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括光耦合到所述光电元件的所述光电转换层的光波导，
其中，所述局部沟槽形成在所述双绝缘体上硅衬底的所述第二掩埋绝缘层中，
所述光波导包括由所述双绝缘体上硅衬底的所述硅层形成的芯。


10.根据权利要求1所述的集成电路器件，所述集成电路器件还包括形成在所述光学集成电路衬底上的电子集成电路器件。


11.一种集成电路器件，所述集成电路器件包括：
光学集成电路衬底；
局部沟槽，所述局部沟槽形成在所述光学集成电路衬底中；
掩埋绝缘层，所述掩埋绝缘层形成在所述局部沟槽内；以及
光电元件，所述光电元件包括形成在所述局部沟槽内的光电转换层，所述光电元件位于所述掩埋绝缘层上，所述光电转换层通过所述掩埋绝缘层与所述光学集成电路衬底的半导体部分间隔开。


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【专利技术属性】
技术研发人员：金净惠，赵根煐，池晧哲，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR