专利名称：低电阻t形脊结构的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及半导体电路，更具体地说，本发明涉及用于降低在各种半导体器件中的串联电阻的低电阻T形脊结构。
背景技术：
半导体器件已经成为日常生活中不可或缺的一面。它们是集成电路(IC)技术开发和在市场中加以应用的基础构建单元。例如计算机、电信系统甚至家庭娱乐系统等都是使用半导体器件构建的。人们变得越来越依赖于IC技术以前所未有地提高他们的工作效率以及享受家庭娱乐。
前面提到的IC应用已经稳步发展到了更小更快的封装阶段。在1965年，Gordon Moore发表了著名的言论，即每个IC的晶体管数量将成指数级增长。Moore的理论在今天也是正确的，并且每十八个月逻辑密度就大约翻一番。
但是，随着IC逻辑密度的增加，热产生和热扩散已经成为技术进步以及继续实行Moore理论的主要障碍。的确，热扩散已经成为移动处理器(例如笔记本电脑)继续发展的主要限制因素。
热产生的主要来源是半导体器件和它们的互连(interconnect)内的内部电阻。当电流流经具有相关电阻的半导体器件或互连时，就会产生热。热产生的一个不期望的副作用是电能和/或光能到热的转换，以及IC器件自身的热机械性破坏。这种不期望的转换导致功率的损耗以及操作效率的降低，甚至导致信噪比的下降。极端情况下，可能发生信号的完全损耗。因此，需要减少与半导体器件和它们的互连相关联的内部电阻。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括在靠近有源层的牺牲层中界定孔洞；在所述孔洞中以及在所述牺牲层靠近所述孔洞的部分上方形成过度生长层；在所述过度生长层中界定脊部分；以及去除所述牺牲层的一些部分以在所述脊部分下方的所述过度生长层中界定轴部分，所述脊部分具有比所述轴部分更大的横向尺寸，以减小所述有源层和将被电耦合到所述脊部分的电互连之间的电阻。
根据本发明的另一个方面，提供了一种装置，包括靠近衬底层形成的半导体有源层；邻接所述半导体有源层的半导体结构的轴部分；以及邻接所述轴部分的所述半导体结构的脊部分，所述脊部分具有比所述轴部分更大的横向尺寸，所述脊部分将被电耦合到电互连，使得所述电互连将通过所述脊部分和轴部分被电耦合到所述半导体有源层。
根据本发明的另一个方面，提供了一种系统，包括用于产生光信号的发射器，所述发射器包括激光二极管，所述激光二极管包括用于产生所述光信号的第一半导体有源层，邻接所述第一半导体有源层的第一半导体结构的第一轴部分，以及邻接所述第一轴部分的所述第一半导体结构的第一脊部分，所述第一脊部分具有比所述第一轴部分更大的横向尺寸，所述第一脊部分被电耦合到第一电互连以向所述第一半导体有源层提供电流；被光耦合到所述发射器以便接收并引导光束的通信通道；以及被光耦合到所述通信通道的接收器，用于从所述通信通道接收所述光信号。
参照附图描述了本发明的非限制性的和非穷举性的实施例，其中，在各个视图中除非特别指出，相同的标号指代相同的部分。
图1是根据本发明实施例的包括低电阻T形脊结构的半导体器件的透视图。
图2是图示用于制造根据本发明实施例的包括低电阻T形脊结构的半导体器件的工艺的流程图。
图3是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第一阶段的框图，所述第一阶段包括利用外延技术生长多个半导体层。
图4是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第二阶段的框图，所述第二阶段包括形成光刻胶以刻蚀孔洞。
图5是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第三阶段的框图，所述第三阶段包括在牺牲层中刻蚀出孔洞。
图6是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第四阶段的框图，所述第四阶段包括生长过度生长层。
图7是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第五阶段的框图，所述第五阶段包括刻蚀掉过度生长层的一些部分。
图8是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第六阶段的框图，所述第六阶段包括刻蚀掉牺牲层的一些部分。
图9A是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第七阶段的框图，所述第七阶段包括围绕低电阻T形脊结构形成平坦层。
图9B是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第八阶段的框图，所述第八阶段包括对平坦层进行回蚀以露出T形脊结构的顶表面。
图10是图示了制造根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的第九阶段的框图，所述第九阶段包括在低电阻T形脊结构上形成导电触点。
图11是图示了包括使用根据本发明实施例的低电阻T形脊结构的激光二极管和光检测器的通信系统的框图。
具体实施例方式
在这里，描述了用于减少在多个半导体器件中串连电阻的装置和方法的实施例，所述半导体器件例如为激光二极管、电吸收调制器、光检测器、光放大器、双极型结式晶体管等。在下面的描述中，给出了大量具体的细节，以提供对本发明实施例的完整理解。但是，相关领域中的技术人员将知道本发明可以不同于这些具体细节中的一个或多个来实施，而可以通过其他方法、元件或材料等来实施。在某些情况下，没有示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免喧宾夺主。
在整个说明书中所提到的“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性至少被包含在本发明的一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，不一定都指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式来组合具体的特征、结构或特性。
图1是图示了根据本发明实施例的包括具有低串连电阻的T形脊结构105的半导体器件100的透视图。图示的实施例中，半导体器件100包括衬底层107，有源层110，刻蚀停止层115，宽度为W2的轴部分120，宽度为W1、长度为L的脊部分125，以及导电触点130。在图示的实施例中，轴部分120和脊部分125形成T形脊结构105。
集成电路共有的一个问题是与半导体器件的内部电阻以及由此产生的电损耗相关联的热产生和热扩散。一种这样的内部电阻是由于半导体器件之间的互连产生的串连电阻。经常地，半导体器件之间的互连由于工艺限制(例如晶体管的栅极宽度)或者功能限制(例如，用于保证其中单模传播的平面波导的宽度)而在尺寸上受到限制。半导体器件100通过提供用于减少电互连串连电阻的T形脊结构105来减少这种电损耗。通过提供在X-Y平面上具有较大横截面面积的脊结构125，导电触点130可以具有供电互连耦合到其上的、并且电流可以流过的较大的表面面积。但是，轴部分120在X-Y平面上具有较小的横截面面积，以在T形脊结构105邻接有源层110的地方满足设计或工艺要求。此外，减小轴部分120的横截面面积可以减小轴部分120与有源层110之间的不期望电容，从而允许半导体器件100的更高频率的操作。这样，本发明的实施例提供了与上部层互连之间的良好电接触，同时还适应了与较低的有源层相关联的尺寸限制。
在各种实施例中，半导体器件100可以是半导体激光器、发光二极管(“LED”)、电吸收调制器、光检测器、光电二极管(例如P-I-N二极管)、光放大器、双极型结式晶体管(“BJT”)、异质结双极晶体管(“HBT”)等。这里的列举不是穷举性的列举；而是对实现本发明的说明性列举，仅仅用于说明。在一个实施例中，在轴部分120下方的有源层110和刻蚀停止层115之间的界面可以形成P-N或N-P半导体结。在一个实施例中，有源层110可以形成增益介质，其可以支持在电流被驱动从T形脊结构105到达衬底层107而经过有源层110时的电子数反转(electronpopulation inversion)。应该理解，衬底层107可以包括大量的半导体和/或互连层(未示出)，用于将轴部分120下方的有源层110的底侧与集成电路的其他元件耦合起来。
上述半导体器件中许多器件的制造工艺可以限制内部元件的掺杂水平，从而增大它们的内部电阻。经常地，半导体器件一定包括P型半导体材料。由于空穴与电子相比具有更低的载流子迁移率，所以P型材料自然比N型材料导电性差。例如，在半导体器件100包括激光二极管的实施例中，可能要求T形脊结构105是P型半导体材料。为脊部分125提供较大的横截面面积，可以帮助改进许多公知的半导体器件所共有的这些电阻缺陷。
在半导体器件100是激光二极管、电吸收调制器、光检测器或者光放大器的情况下，有源层110可以作为平面波导起作用，且其具有与刻蚀停止层115和衬底层107相比更高的折射率。轴部分120增大了正好位于轴部分120下方的有源层110部分的有效折射率，从而提供横向限制，以引导有源层110内的光传播。在一个实施例中，可以在有源层110内形成横向限制区(未示出)，以引导有源层110内的光传播。在一个实施例中，可以在有源层110内形成激光空腔(未示出)，以增加特定波长的激光作用。例如，可以在有源层110内界定(define)一些栅格，其中一个位于T形脊结构105的任一端部，以形成分布型布拉格反射器(“DBR”)激光器，或者可以在T形脊结构105附近沿着有源层110形成栅格层来形成分布型反馈(“DFR”)激光器。在一个实施例中，可以在轴部分120下面的有源层110内形成量子阱(未示出)，以形成电吸收调制器或半导体光放大器。
在半导体器件100包括BJT或HBT的情况下，刻蚀停止层115、有源层110和衬底层107之间的界面可以形成P-N-P或N-P-N半导体结。在这些情况下，T形脊结构105将形成晶体管器件的发射极或集电极。应该理解，各种其他的互连和层可以添加到半导体器件100中，以适当地偏置BJT或HBT实施例的发射极、基极和集电极区，对于本领域中的普通技术人员来说，在本公开的教导下这些都是很清楚的。
这样，半导体器件100可以与多个不同的器件一起使用，例如与上面讨论的那些器件一起使用。T形脊结构105不限于只与上面讨论的器件一起使用。实际上，T形脊结构105可以与任意数量的半导体器件(例如在有源层110内形成的量子点、量子线等)一起使用，以减小与上层电互连相关联的串连电阻，同时就宽度W2而言提供了设计灵活性。
导体的电阻与导体的横截面面积成反比，如公式1所示，R=ρLA]]>(公式1)其中，R是单位为欧姆(Ω)的电阻，ρ是具体导体材料的电阻率(Ω·m)，L是导体长度，A是与电流垂直的导体的横截面面积。如可以从公式1推导的，给定导体的横截面面积的增加导致导体电阻R的减小。将公式1的原理应用于半导体器件100，可以看到，增大导电触点130在X-Y面上的横截面面积将导致连接到导电触点130的电互连的串连电阻的减小。在一个实施例中，导电触点130经由电互连被耦合到其他电学器件，所述电互连例如为金属迹线、多晶硅迹线、触点焊盘、引线、高度掺杂的半导体区等(见图10)。
应该理解，在结合图1讨论的实施例中使用的材料和尺寸是为了说明的目的，并且可以根据本发明的教导使用其他材料和尺寸。本发明各个实施例的元件之间的相对大小、形状和距离，在一些情况下为了清楚有所夸大，而且不一定都是按比列示出的。此外，从图1中去除了半导体器件100的各种元件和特征，以便更清楚，同时更容易传达本发明的思想。
应该理解，虽然T形脊结构105被图示为完全的“T”形，但是本发明的实施例可以包括偏离轴部分120中间的脊部分125。实际上，本发明的实施例包括形成倒“L”形状的T形脊结构105。为了公开的目的，对T形脊结构104的引用将包括脊部分125偏离轴部分120中间的实施例。
图2是图示用于制造根据本发明实施例的半导体器件100的工艺200的流程图。下面参照图3到图10说明工艺200。
在流程块205中，在衬底层107上方形成有源层110、刻蚀停止层115和牺牲层305，如图3所示。在一个实施例中，这些层中的每一个都通过公知的金属有机化学气相沉积工艺(“MOCVD”)而沉积在其他层的上面。MOCVD利用外延技术在晶体衬底上生长晶体物质。晶体物质以模仿下层晶体衬底晶格结构取向的晶格结构生长。可以使用其他用于晶体层生长的外延技术来替代MOCVD或者与其相结合，其他外延技术例如为分子光束外延(“MBE”)、化学光束外延(“CBE”)和液相外延(“LPE”)。
在一个实施例中，衬底层107是半导体材料，例如包括砷化镓(“GaAs”)或磷化铟(“InP”)的III-V型半导体化合物。一般地，衬底层107是N型材料，但是本发明的实施例包括由P型材料形成的衬底层107。在一个实施例中，衬底层107是半绝缘材料。半绝缘材料可以包括具有诸如铁的深层供体(deep donor)的半导体材料(例如III-V型半导体)。衬底层107可以可选地包括缓冲层(未示出)，缓冲层通常被用来解决抛光晶片表面上的缺陷，以便提供更好的表面用于生长随后的层。
在一个实施例中，有源层110是半导体材料层。有源层110可以由N型材料、P型材料或本征材料形成，并且可以根据设计需要和/或所使用的工艺(例如PMOS、NMOS、CMOS等)来选择。为了这里讨论的目的，而不是作为限制，将假设有源层110是本征半导体层，例如InGaAs或InGaAsP。在衬底层107是InP的实施例中，有源层110可以包括InGaAs、InGaAsP、InGaNAs、InGaAls、InAs等中的任何一种。在衬底层107是GaAs的情况下，有源层110可以包括InGaAs、GaAs、InGaNAs、InGaAlAs、InAs等中的任何一种。
刻蚀停止层115是可选层，其帮助T形脊结构105的制造。在一个实施例中，刻蚀停止层115由与衬底层107相同的材料制成。在一个实施例中，刻蚀停止层115是InP。
牺牲层305也是帮助T形脊结构105的制造的层。牺牲层305由与刻蚀停止层115不同的材料形成，该材料与刻蚀物质发生反应，而刻蚀物质与刻蚀停止层115不发生反应。例如，牺牲层305可以由InGaAsP或InGaAs形成。
在流程块210(图2)中，在牺牲层305上形成光刻胶掩膜405，如图4所示。光刻胶掩膜405被形成用于露出牺牲层305上宽度为W2的中间区域410。
在流程块215(图2)中，在牺牲层305内界定孔洞505，如图5所示。孔洞505可以通过称作干法刻蚀或湿法刻蚀的工艺来界定。在一个实施例中，孔洞505是牺牲层305内宽W2长L的垂直通道。在一个实施例中，孔洞505贯穿牺牲层305的整个深度，并终止于刻蚀停止层115。在一个实施例中，孔洞505使用与牺牲层305发生反应而与刻蚀停止层115不发生反应的刻蚀物质形成。用于界定孔洞505的刻蚀物质可以包括H2SO4、H2O2或H2O的混合物。例如，如果牺牲层305是InGaAsP，并且刻蚀停止层115是InP，那么前述的刻蚀物质将与牺牲层305发生反应以界定孔洞505，但是不会刻蚀到刻蚀停止层115。孔洞505的合适深度可以根据基于具体实现方案的设计限制规则来选择。应该理解，可以利用能够刻蚀垂直通道的其他公知技术来界定孔洞505，而仍在本发明的精神内。在一些情况下，刻蚀特定深度的通道的公知技术可能不需要使用刻蚀停止层115。因此，在一些实施例中，刻蚀停止层115是可选的。
在流程块220(图2)中，使用公知技术去除光刻胶掩膜405。一旦已经在牺牲层305中界定了孔洞505并且光刻胶掩膜405已被去除，就可以形成过度生长层605以填充孔洞505并覆盖牺牲层305的其余部分(流程块225)，如图6所示。可以使用MOCVD技术来外延生长过度生长层605。在孔洞505由于外延生长工艺而被填充的区域上方，在过度生长层605的表面得到微凹通道610。在一个实施例中，过度生长层605由与刻蚀停止层115相同的材料形成。虽然图6图示的过度生长层605和刻蚀停止层115是不同的，但是在一个实施例中，过度生长层605是使用与刻蚀停止层115相同的材料从刻蚀停止层115外延生长出来的，因此将与刻蚀停止层115没有区别。为了讨论的目的，已经将刻蚀停止层115图示为与过度生长层605不同。
在一个实施例中，过度生长层605由P型掺杂的InP形成；但是，可以使用其他材料，并且过度生长层605甚至可以是N型掺杂、不掺杂或交替/混合掺杂。在有源层110是本征材料的实施例中，过度生长层605和刻蚀停止层115是P型材料，而衬底层107是N型材料，在界面处形成具有相关联的耗尽区的P-I-N结。该P-I-N结可以被用于在有源层110中形成任何数量的半导体器件，如上面讨论的。在一个实施例中，过度生长层605和刻蚀停止层115根据设计需要在它们与有源层110的界面处被适当掺杂。但是，在该实施例中，过度生长层605的掺杂浓度可以朝向过度生长层605的顶部而逐渐增大，以减小其内部电阻并提供其表面处的良好欧姆接触。
在流程块230(图2)中，在处于轴部分120上方的过度生长层605上形成另一个光刻胶掩膜615。虽然图6图示的光刻胶掩膜615位于轴部分120上方的中间位置，但是应该理解，本发明的实施例也包括形成偏离轴部分120中间的光刻胶掩膜615，如前面讨论的。光刻胶掩膜615具有比轴部分120的宽度W2更大的宽度W1。一般地，W1可以在6μm到20μm之间变化，而W2仅可以是约2μm。但是，应该理解，这些尺寸只是为了说明的目的，并且可以根据设计考虑和设计限制而变化。宽度W2可以取决于许多因素，例如用于保证单模传播的平面波导的宽度或者晶体管的栅极宽度。T形脊结构105的长度L(见图1)也将取决于半导体器件100的具体实施情况而变化。例如，在激光二极管的情况下，长度L可以在200μm到500μm之间变化。
在流程块235(图2)中，使用刻蚀物质将过度生长层605的露出部分刻蚀掉，以界定脊部分125(见图7)。在一个实施例中，被用于界定脊部分125的刻蚀物质包括盐酸(“HCl”)和磷酸(H3PO4)的混合物。在可替换的实施例中，在RF等离子体中使用CH4、H2和Ar的气体混合物干法刻蚀过度生长层605。刻蚀掉过度生长层605的露出部分，再一次露出了牺牲层305的剩余部分。
在流程块240(图2)中，去除牺牲层305的剩余部分(见图8)。在一个实施例中，使用与流程块215中所用刻蚀物质相同的刻蚀物质来刻蚀掉牺牲层305的剩余部分。去除牺牲层305的剩余部分界定出了轴部分120。
在流程块245(图2)中，去除光刻胶掩膜615，以露出脊部分125。在流程块250(图2)中，围绕T形结构105形成平坦层905，以钝化下覆层，并为随后将在衬底层107上方形成的层提供平坦的表面，如图9A所示。在一个实施例中，平坦层905是具有低介电常数的聚合物材料。在一个实施例中，平坦层905是氧化物材料。应该理解，可以使用任何绝缘电介质材料来形成平坦层905。但是，使用具有低介电常数的材料形成平坦层905，可以使有源层110与T形脊结构105、随后沉积的导电触点1005以及再后沉积的电互连1010之间的电容耦合最小化。减小寄生电容对于高频光电器件是很重要的。
在流程块255(图2)中，对平坦层905进行回蚀，使其与脊部分125的顶表面910近似齐平，如图9B所示。一旦露出了顶表面910，在流程块260中在脊部分125上方形成导电触点1005，如图10所示。导电触点1005为电互连1010提供到T形脊结构105的低电阻耦合。在一个实施例中，导电触点1005是金属层序列，例如钛/铂/金等。在可替换实施例中，脊部分125的顶表面910可以高度掺杂以提供导电表面，并且电互连1010直接耦合到该导电表面。但是，制造工艺可能限制脊部分125的掺杂水平。一般地，电互连1010是金属迹线，但是也可以包括多晶硅迹线、布线、焊盘、高度掺杂的半导体材料以及其他导电互连。
在半导体器件100的一个GaAs/AlGaAs的实施例中，各个层可以由下面的材料形成衬底107由GaAs形成，衬底缓冲层(未示出)由AlGaAs形成，有源层110由GaAs形成，刻蚀停止层115由AlGaAs(或AlAs)形成，牺牲层305由GaAs形成，轴部分120和脊部分125由AlGaAs形成。由C6H8O7和H2O2的混合物或者NH4OH和H2O2的混合物制成的刻蚀物质，可以被用于选择性地刻蚀GaAs层，而不会刻蚀AlGaAs层，如上所述的。H28O4、H2O2和H2O的混合物可以刻蚀GaAs和AlGaAs。可以使用本领域中公知的其他刻蚀剂来选择性地刻蚀GaAs或AlGaAs。
图11是图示包括发射器1105、接收器1110和通信通道1115的通信系统1100的框图。发射器1105被可选地耦合到通信通道1115，以产生光信号1120并向通信通道1115传送光信号1120。接收器1110被可选地耦合到通信通道1115，以从通信通道1115接收光信号1120。在一个实施例中，通信通道1115是波导，例如在半导体衬底中的平面波导、光纤、自由空间等。
在一个实施例中，发射器1105包括被配置为用作激光二极管的半导体器件100。在这种情况下，半导体器件100的有源层110将包括增益介质，并且可能包括共振腔。在一个实施例中，接收器1110包括被配置用作光电二极管的半导体器件100。应该理解，发射器1105和接收器1110的实施例可以进一步包括用于允许收发器功能的半导体器件。在收发器的实施例中，发射器1105和接收器1110每一个都可以包括多个半导体器件100，其中一个被配置成激光二极管，另一个被配置成光电二极管。
对本发明图示实施例的上述描述，包括在摘要中的描述，不是穷举性的，也不是用于将本发明限制于所公开的具体形式。实际上，如相关领域中的那些技术人员将了解的，这里所描述的本发明的特定实施例或示例都是用于说明的目的，在本发明的范围内各种等价的修改都是可能的。
根据上面的详细描述，可以对本发明作出这些修改。在所附的权利要求中使用的术语不应该被认为是将本发明限于在说明书和权利要求书汇总公开的特定实施例上。而是，本发明的范围将完全由所附的权利要求确定，将根据权利要求解释的既定原则来解释权利要求。
权利要求
1.一种方法，包括在靠近有源层的牺牲层中界定孔洞；在所述孔洞中以及在所述牺牲层靠近所述孔洞的部分上方形成过度生长层；在所述过度生长层中界定脊部分；以及去除所述牺牲层的一些部分以在所述脊部分下方的所述过度生长层中界定轴部分，所述脊部分具有比所述轴部分更大的横向尺寸，以减小所述有源层和将被电耦合到所述脊部分的电互连之间的电阻。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述牺牲层中界定所述孔洞包括使用与所述牺牲层发生反应的第一刻蚀物质来刻蚀所述牺牲层。
3.如权利要求2所述的方法，还包括在所述有源层和所述牺牲层之间形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层与所述第一刻蚀物质不发生反应。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在所述过度生长层中界定所述脊部分包括使用与所述过度生长层发生反应而与所述牺牲层不发生反应的第二刻蚀物质来刻蚀所述过度生长层。
5.如权利要求4所述的方法，其中，去除所述牺牲层的一些部分以在所述过度生长层中界定所述轴部分的操作包括使用所述第一刻蚀物质刻蚀掉所述牺牲层的一些部分。
6.如权利要求1所述的方法，还包括围绕所述过度生长层的所述轴部分和所述脊部分形成平坦层，所述平坦层包括聚合物。
7.如权利要求6所述的方法，还包括在所述脊部分的上方形成导电触点，所述导电触点用于将所述电互连耦合到所述脊部分。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述过度生长层包括P型半导体材料，所述有源层包括本征半导体材料。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述P型半导体材料包括InP和AlGaAs中的一种，并且其中所述本征半导体材料包括InGaAsP、InGaAs和GaAs中的一种。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一刻蚀物质包括H2SO4、H2O2和H2O中至少两种的混合物，并且其中，所述第二刻蚀物质包括盐酸和磷酸的混合物。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述过度生长层的所述脊部分和轴部分形成基本为T形的脊结构。
12.一种装置，包括靠近衬底层形成的半导体有源层；邻接所述半导体有源层的半导体结构的轴部分；以及邻接所述轴部分的所述半导体结构的脊部分，所述脊部分具有比所述轴部分更大的横向尺寸，所述脊部分将被电耦合到电互连，使得所述电互连将通过所述脊部分和轴部分被电耦合到所述半导体有源层。
13.如权利要求12所述的装置，还包括被电耦合到所述脊部分的顶表面、用于提供到其的低电阻连接的导电触点，所述电互连被耦合到所述导电触点。
14.如权利要求12所述的装置，还包括围绕所述脊部分和轴部分的平坦层。
15.如权利要求14所述的装置，所述平坦层包括具有低介电常数的电绝缘聚合物。
16.如权利要求14所述的装置，其中，所述平坦层包括半导体氧化物。
17.如权利要求12所述的装置，还包括在所述半导体有源层和所述轴部分之间的刻蚀停止层，所述刻蚀停止层用于传导从所述脊部分和轴部分到所述半导体有源层的电流，所述刻蚀停止层与用于刻蚀牺牲层的刻蚀物质不发生反应。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述刻蚀停止层包括与所述脊部分和轴部分相同的材料。
19.如权利要求12所述的装置，其中，所述脊部分和轴部分包括P型掺杂半导体材料，所述半导体有源层包括本征半导体材料，所述衬底层包括N型掺杂半导体材料。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述轴部分、所述半导体有源层和所述衬底层形成P-I-N型光电二极管。
21.如权利要求19所述的装置，其中，所述轴部分、所述半导体有源层和所述衬底层形成半导体激光器结构。
22.如权利要求12所述的装置，其中，所述脊部分和轴部分包括P型掺杂半导体材料，所述半导体有源层包括N型掺杂半导体材料，所述轴部分和所述半导体有源层形成P-N型二极管结。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述轴部分、所述半导体有源层和所述衬底层形成P-N-P双极型结式晶体管。
24.如权利要求12所述的装置，其中，所述脊部分和轴部分包括InP和AlGaAs中的一种。
25.如权利要求12所述的装置，其中，所述半导体有源层包括InGaAsP、InGaAs和AlGaAs中的一种。
26.如权利要求12所述的装置，其中，所述半导体有源层包括波导。
27.如权利要求12所述的装置，其中，所述脊部分和轴部分形成大致为T形的脊结构。
28.一种系统，包括用于产生光信号的发射器，所述发射器包括激光二极管，所述激光二极管包括用于产生所述光信号的第一半导体有源层；邻接所述第一半导体有源层的第一半导体结构的第一轴部分；以及邻接所述第一轴部分的所述第一半导体结构的第一脊部分，所述第一脊部分具有比所述第一轴部分更大的横向尺寸，所述第一脊部分被电耦合到第一电互连以向所述第一半导体有源层提供电流；以及被光耦合到所述发射器以便接收并引导光束的通信通道；以及被光耦合到所述通信通道的接收器，用于从所述通信通道接收所述光信号。
29.如权利要求28所述的系统，其中，所述通信通道包括光波导。
30.如权利要求28所述的系统，其中，所述接收器包括用于接收所述光信号并用于将所述光信号转换成电信号的光检测器，所述光检测器包括第二半导体有源层，用于接收所述光信号；邻接所述第二半导体有源层的第二半导体结构的第二轴部分；以及邻接所述第二轴部分的所述第二半导体结构的第二脊部分，所述第二脊部分具有比所述第二轴部分更大的横向尺寸，所述第二脊部分用于耦合到第二电互连以将由所述第二有源层产生的第二电流传递到所述电互连，所述第二电流由所述第二有源层响应于所述光信号而产生。
全文摘要
本发明提供了一种用于提供低电阻互连的方法和装置。在牺牲层中靠近有源层界定孔洞。在孔洞中以及牺牲层与孔洞相邻的部分上形成过度生长层。在过度生长层中界定脊部分，并去除牺牲层的一些部分，以在脊部分下方的过度生长层中界定轴部分。所述脊部分具有比所述轴部分更大的横向尺寸，以减小有源层和将要被电耦合到脊部分的电互连之间的电阻。
文档编号H01L21/285GK1606139SQ20041008008
公开日2005年4月13日 申请日期2004年9月24日 优先权日2003年9月26日
发明者彼得·J·汉贝里 申请人:英特尔公司