[0085]图5a至5g示出了一种实现方式提供的用于制造包括有源器件和无源波导电路的集成光路的方法的处理步骤501、502、503、504、505、506和507。
[0086]如以下图5a至5g更详细的描述，所述方法一般包括以下步骤:在源晶圆衬底514上应用501有源波导结构510、511和512 ;通过选择性移除所述有源波导结构510、511和512暴露502所述源晶圆衬底514的一部分522 ;在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上应用503无源波导结构531、532和533，其中，所述有源波导结构510、511和512和所述无源波导结构531、532和533的集合体形成所述有源器件550，所述有源器件550的下表面朝向所述源晶圆衬底514 ;从所述有源器件550移除505所述源晶圆衬底514 ;将所述有源器件550附着506于包括所述无源波导电路的目标衬底562，使得所述有源器件550的下表面朝向所述目标衬底562。可以使用600中间衬底612将所述有源器件550附着于所述目标衬底562。可以使用转移印花722将所述有源器件550附着于所述目标衬底562。所述在源晶圆衬底514上应用501有源波导结构510、511和512可以包括在所述源晶圆衬底514上生长II1-V族薄膜。所述在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上应用503无源波导结构531、532和533可以包括在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上再生长所述II1-V族薄膜。所述在所述源晶圆衬底514上生长II1-V族薄膜可以包括在所述源晶圆衬底514上设置嵌入掺杂层结构的多量子阱层；所述在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上再生长所述II1-V族薄膜可以包括在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上设置嵌入非掺杂层结构的无源层。所述方法可以包括:在将所述有源器件附着于所述目标衬底前，在所应用的有源和无源波导结构的上表面设置504公共接触层541和543，其中，所述应用的有源和无源波导结构的上表面与所述有源器件的下表面相对。所述公共接触层541和543可以包括位于所述有源器件550上表面的凸块543，使得所述上表面不平坦，其中，所述有源器件的上表面与所述有源器件的下表面相对。
[0087]图5a示出了第一处理步骤501，用于将有源波导结构510、511和512应用到源晶圆衬底514。可以通过如薄膜生长等使所述有源波导结构生长，例如，在所述源晶圆衬底514上生长II1-V族薄膜，来执行应用所述有源波导结构的操作。所述有源波导结构可以包括由η-1nP组成的第一层或底层512、作为有源多量子阱层的第二层或中间层511和由p-1nP组成的第三层或顶层510。这些层512、511和510附着在由InP组成的源晶圆衬底514上。脱模层513可以用于将所述有源波导结构510、511和512附着于所述源晶圆衬底514。
[0088]图5b示出了第二处理步骤502，用于通过选择性移除所述有源波导结构暴露所述源晶圆衬底的一部分。移除可以是对图5a描述的包含所述第一层512、第二层511和第三层510的有源波导结构进行蚀刻、研磨或打薄。在图5b的示例中，移除并不包括所述脱模层513。在另一示例中，移除可以包括所述脱模层513。在执行选择性移除的处理步骤502后，所述有源波导结构510、511和512从第一区域522移除，即该源晶圆衬底514的所述暴露部分，但并没有从所述源晶圆衬底514的第二区域524移除。在图5b中，所述第一区域522在所述第二区域524的周围，从而在所述源晶圆衬底514上形成有源波导材料组成的条状或带状的内部结构。然而，任何其他配置也有可能，例如，在所述源晶圆衬底514上形成多个小条状或带状的有源波导结构510、511和512。
[0089]图5c示出了第三处理步骤503，用于将无源波导结构应用到该源晶圆衬底514的所述暴露部分522。可以通过再生长所述无源波导结构，如通过薄膜再生长，例如，通过在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上再生长II1-V族薄膜，来执行应用所述无源波导结构的操作。
[0090]所述无源波导结构可以包括由n_InP(非掺杂)组成的第一层或底层533、作为无源(四元)层的第二层或中间层532和由InP (非掺杂)组成的第三层或顶层531。这些层533,532和531附着在该源晶圆衬底514的所述暴露部分522上。所述脱模层513可以用于将所述无源波导结构533、532和531附着于所述源晶圆衬底514。
[0091]通过将所述无源波导结构533、532和531应用到组成所述有源波导结构510、511和512的部分524下面的所述暴露部分522，所述有源波导结构和所述无源波导结构的集合体形成所述有源器件550。所述有源器件550的下表面朝向所述源晶圆衬底514，并且上表面与所述下表面相对。
[0092]图5d示出了第四处理步骤504，用于将公共顶部接触层541和543附着于所述有源器件550，并例如，通过掺杂的方式，植入所述共同顶部接触层541和543的区域543。可以通过在所述有源器件550上设置薄膜接触层来执行附着所述共同顶部接触层541和543的操作，例如，通过在所述接触层中再生长薄膜和形成凸块的方式。可以从非掺杂的InGaAs/InP层中形成所述顶部接触层的非植入区域541。可以从掺杂的InGaAs/InP层中形成所述顶部接触层的植入区域543。可以从与所述无源波导结构的顶层531相同的材料中形成所述接触层的区域541。这样的处理可能会导致公共接触层541和543的表面不平坦。在附着所述共同顶部接触层541和543后，所述有源器件550包括这些层。
[0093]图5e示出了第五处理步骤505，用于例如，通过打开和释放InP试片的方式，将所述源晶圆衬底514从所述有源器件550中移除。可以通过移除附着在有源器件550与源晶圆衬底514之间的所述脱模层513来执行所述移除操作，从而释放有源器件550和源晶圆衬底514间的键合。
[0094]图5f示出了第六处理步骤506，用于将所述有源器件550转移到目标衬底562，并将所述有源器件550附着于所述目标衬底562，使得所述有源器件550的下表面朝向所述目标衬底562。所述目标衬底562可以包括所述有源器件550将被附着到的所述无源波导电路。将可选的键合层561附着到所述键合层561和所述有源器件550可以附着到的所述目标衬底562上。
[0095]可以通过不同的处理技术来执行将所述有源器件550转移到所述目标衬底562上的操作，例如，使用如下图6中所描述中级操作晶圆的晶圆键合600，或者使用如下图7中所描述的弹性印章的晶圆键合700。
[0096]图5g示出了第七处理步骤507，用于后处理包括有源器件550和目标衬底562的所述器件。可以将层533、532和541削薄形成锥体结构。
[0097]图6示出了一种实现方式提供的用于使用中级操作晶圆进行异构晶圆键合的方法600的制造步骤601,603和605的示意图。
[0098]在第一处理步骤601中，将包括有源器件616的源晶圆衬底610暂时键合到中间衬底612上，例如，通过使用临时键合层618将不朝向所述源晶圆衬底610的所述有源器件的第一表面附着到所述中间衬底612上。然后，在第二处理步骤602中，原晶圆的衬底，SP所述源晶圆衬底610通过蚀刻和研磨等进行削薄。在第三处理步骤603中，将包括所述有源器件616的所述中间衬底612键合到目标衬底614上，使得与所述第一表面相对的所述有源器件的第二表面附着到所述目标衬底614上，其中所述第二表面已经从所述源晶圆衬底610上削薄，且所述中间衬底612得到释放。如图6所示，该方法可以用于异构集成。在这种情况下，外延顺序没有颠倒，因为从第一处理步骤601到第三处理步骤603，所述有源器件的第一表面和第二表面不需要颠倒。因此，再生槽622不会给晶圆键合造成问题。
[0099]因此，这种方案使得绝热锥中无源波导的使用可以用于已异构键合到包含无源波导的不同晶圆上的πι-v族有源器件间进行光耦合。高性能机器可以暂时用于晶圆键合。它允许执行所述方法600将高吞吐量的非同质衬底上的小型II1-V族试片转移。当应用于异构集成时，所述方法600描述了如何使用中级操作晶圆衬底来转移II1-V族试片的一个示例。
[0100]使用中级操作晶圆进行异构晶圆键合的处理步骤601、603和605可以用于将所述有源器件550从所述源晶圆衬底514转移到如以上图5f所描述的目标衬底562上。
[0101]图7示出了一种实现方式提供的采用弹性印章进行晶圆键合的方法700的制造步骤701和703的示意图。
[0102]在第一处理步骤701中，将弹性印章722暂时附着到包括有源器件716的源晶圆衬底710上，使得不朝向该源晶圆衬底710的所述有源器件716的第一表面附着到所述弹性印章722上。用于将所述有源器件716键合到所述源晶圆衬底710的牺牲层718通过蚀刻得到释放。通过执行该第一处理步骤701，所述有源器件716暂时附着到所述弹性印章722上，并且能够在第二处理步骤702中转移705到所述目标衬底712上，最后所述弹性印章722得到释放。如图7所示，该方法可以用于异构集成。在这种情况下，外延顺序没有颠倒，因为从第一处理步骤701到第二处理步骤702，所述不朝向该源晶圆衬底710的所述有源器件716的所述第一表面不需要颠倒。因此，再生槽720不会给晶圆键合造成问题。
[0103]因此，这种方案使得绝热锥中无源波导的使用可以用于已异构键合到包含无源波导的不同晶圆上的II1-V族有源器件间进行光耦合。高性能机器可以用于微转移印花。它允许在高吞吐量的非同质衬底上拾取和放置小型II1-V族试片。当应用于异构集成时，所述方法700描述如何采用弹性印章722作为中级“操作晶圆”来转移所述II1-V族试片的一个示例。
[0104]使用弹性印章进行晶圆键合的异构晶圆键合中的处理步骤701和702可以用于将所述有源器件550从所述源晶圆衬底514转移到如以上图5f所描述的目标衬底562上。
[0105]图8a和图8b示出了一种实现方式提供的说明绝热锥体800使用无源锥体耦合至娃波导的俯视图(图8a)和侧视图(图8b)。
[0106]在将II1-V族器件(有源器件550)键合到所述包含无源结构的晶圆(目标衬底562)以及结合以上图5a至图5g所描述的创建锥体的后续处理后，所述结构如图8a和图8b的示意图所示。
[0107]绝热锥800包括有源区801和无源区803。所述有源区801可以包括第一层812，所述第一层由P