【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
1、随着光通信、网络数据传输与处理的需求，硅光子技术成为通信领域的重要技术方案之一。硅光子器件与现有cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)标准工艺兼容，可在集成电路中与微电子电路集成，因其具有尺寸小、成本低、性能优良等方面的特点而受到广泛关注。
2、硅光芯片应用在硅光通信，激光雷达等领域。硅光芯片的重要指标之一就是光损耗，目前硅光芯片中，边缘耦合是将光纤中的光信号耦合到芯片波导中常用的方式，但目前光信号在传播过程中的损耗过大，导致耦合效率降低。因而，目前半导体结构性能不佳。
技术实现思路
1、本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高光耦合效率，从而使得半导体结构的性能得到保证。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构，包括：衬底；介电层，位于所述衬底上；光波导层，掩埋于所述介电层中；光耦合调节介质，位于所述光波导层底部的衬底中，所述光耦合调节介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射率。
3、相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有介电层以及掩埋于所述介电层中的光波导层；在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的光耦合调节介质，所述光耦合调节介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射率。
4、
5、本专利技术实施例提供的半导体结构具有位于光波导层底部的衬底中的光耦合调节介质，所述光耦合调节介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射；由于光会优先耦合到折射率较高的介质中，所述光耦合调节介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射率，所述光耦合调节介质有利于限制光的外散，使得光信号优先耦合到光波导层中，降低光信号耦合到衬底中的概率，因此所述光耦合调节介质有利于减少光传播过程中因折射而产生的损耗，相应有利于降低光传播过程中从衬底耗散的概率，从而提高了光耦合效率，进而提高了半导体结构的性能。
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1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于所述光耦合调节介质和所述介电层之间；
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述光耦合调节介质包括空腔。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于所述衬底和所述介电层之间；
5.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：开口，位于所述光波导层的侧部且贯穿所述介电层，所述开口与空腔相连通。
6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述开口的数量为多个，且多个所述开口分布在所述光波导层的四周。
7.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述开口的开口尺寸为4微米至20微米。
8.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，沿垂直于所述开口侧壁的方向，覆盖在所述光波导层侧壁上的介电层的厚度为5微米至10微米。
9.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，在平行于所述衬底表面的方向上，所述光耦合调
10.如权利要求1或3所述的半导体结构，其特征在于，沿所述衬底表面的法线方向，所述光耦合调节介质高度为3微米至10微米。
11.如权利要求1或5所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：互连结构，掩埋于所述介电层中且位于所述光耦合调节介质的侧部。
12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述光波导层的材料包括氮化硅。
13.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的光耦合调节介质的步骤包括：在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的空腔。
15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的空腔的步骤包括：采用各向同性的刻蚀工艺刻蚀所述光波导层侧部的衬底，直至去除所述光波导层底部的部分厚度的衬底，形成位于所述光波导层底部的空腔；
16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述各向同性的刻蚀工艺包括深硅刻蚀工艺，所述各向异性的刻蚀工艺包括深硅刻蚀工艺。
17.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，所述衬底和介电层之间还形成有隔离层；
18.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的空腔之前，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述光波导层的侧部，形成贯穿所述介电层并暴露所述衬底的开口；
19.如权利要求18所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述开口的步骤中，所述开口的数量为多个，且多个所述开口分布在所述光波导层的四周。
20.如权利要求18所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述开口的步骤包括：采用各向异性的刻蚀工艺刻蚀所述光波导层的侧部的介电层，形成贯穿所述介电层并暴露所述衬底的开口。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于所述光耦合调节介质和所述介电层之间；
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述光耦合调节介质包括空腔。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于所述衬底和所述介电层之间；
5.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：开口，位于所述光波导层的侧部且贯穿所述介电层，所述开口与空腔相连通。
6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述开口的数量为多个，且多个所述开口分布在所述光波导层的四周。
7.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述开口的开口尺寸为4微米至20微米。
8.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，沿垂直于所述开口侧壁的方向，覆盖在所述光波导层侧壁上的介电层的厚度为5微米至10微米。
9.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，在平行于所述衬底表面的方向上，所述光耦合调节介质还延伸至所述开口远离所述光波导层一侧的介电层底部。
10.如权利要求1或3所述的半导体结构，其特征在于，沿所述衬底表面的法线方向，所述光耦合调节介质高度为3微米至10微米。
11.如权利要求1或5所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：互连结构，掩埋于所述介电层中且位于所述光耦合调节介质的侧部。
12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丰茂，陈晓军，方文斌，吴家亨，杨铮，惠海霞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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