一种平面型场效应管及包括其的电路

本发明涉及了半导体和集成光电子器件领域，具体涉及一种平面型场效应管及包括其的电路。

背景技术：

1、近年来，随着深度学习技术的蓬勃发展，其以惊人的速度推动着人工智能领域的进步。而其中一个显著的挑战便是，在不断增长的模型参数下，训练和推理过程所需的带宽日益成为制约技术发展的瓶颈。与传统的电互联相比，光互联拥有着无可比拟的带宽优势，并且在并行计算中具有至关重要的作用。

2、在光互联技术中，大规模可重构的集成光计算芯片的应用，不仅可以实现光的各种属性的有效复用，还可以极大地加速人工智能模型的训练和推理过程。目前，包含基于马赫曾德干涉仪(mzi)的空间复用架构、基于微环谐振器(mrr)的波长复用架构和基于延时线的时分复用架构在内的众多集成光计算结构被提出并吸引了广泛的研究。

3、当深度学习技术需要应用非线性激活函数时，它所面临的主要问题在于，在光计算中，难以实现非线性激活函数的运算。因此，一般的做法是借助材料本身的非线性或引入特殊的材料，以达到实现非线性效应的目的。但这些架构往往存在着对输入光功率的要求，只有达到一定阈值，才能实现明显的非线性效应。相比之下，光探测器探测光后再经过电路处理，并进行调制的非线性实现方式则可以有效地解决这一问题。这种方法的优势在于，无需对输入光功率有特定要求，可以通过合理的电路处理，使得光探测器可以在光输入不同的情况下实现非线性效应。因此，这种非线性实现方式具有更加广泛的适用性和灵活性。

4、通常在集成光学芯片上实现电路的方式，有多种封装方案和制造工艺可供选择，但它们都面临着复杂度和成本上升的挑战。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种平面型场效应管及包括其的电路。本发明通过在微电子工业中竖直分布的场效应管变成了在有源区的水平分布，解决了在硅光工艺中波导和金属需要离开足够的距离来降低金属的吸收损耗和传统的集成电路中的栅极形成工艺相冲突的问题，实现了晶体管和硅光工艺的兼容；降低了光学非线性的实现成本，提高了光计算芯片的复杂度和有效算力，进而实现了晶体管和硅光工艺的兼容。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一、一种平面型场效应管：

4、自下而上依次包括硅衬底、埋氧层和有源区，以及在有源区中形成的功能区域，所述功能区域主要由本征区、绝缘槽、栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区构成，所述绝缘槽和本征区均为条状且相邻紧贴平行布置形成第一区域；

5、以所述绝缘槽宽的方向为第一方向，以所述绝缘槽长的方向为第二方向；在第一方向上，所述栅极区布置于第一区域的一侧面且紧贴绝缘槽，所述平面衬底区布置于第一区域的另一侧面且紧贴本征区，在第二方向上，所述源极区布置于第一区域的一侧面且紧贴于本征区和绝缘槽，所述漏极区布置于第一区域的另一侧面且紧贴于本征区和绝缘槽。

6、还包括上包层、导电层和金属接触区域；

7、上包层布置于所述有源区的上方，导电层布置于上包层的上方，所述栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区均布置有一个金属接触区域，所述上包层中设有多个导电的过孔，所述多个过孔分别位于所述栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区的金属接触区域上方的上包层中，所述栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区均通过过孔电连接导电层。

8、所述本征区、栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区的厚度均大于绝缘槽的厚度。

9、所述的栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区的金属接触区域分别作为晶体管的栅极、源极、漏极与衬底。

10、所述栅极区、源极区、漏极区和平面衬底区均进行离子注入。

11、所述金属接触区域的材料为硅化镍、硅化钴和硅化钛其中的一种。

12、所述导电层的材料为铜、钨、铝、钽、钛、氮化钽和氮化钛其中的一种。

13、所述上包层的材料为二氧化硅、氮化硅和氧化铝其中的一种。

14、二、一种平面型双极晶体管的电路：

15、所述电路包括模拟电路和数字电路。

16、本发明的有益效果是：本发明通过将场效应管的结构水平分布在有源区内，解决了微电子工艺中和硅光冲突的问题，进而实现了实现了晶体管和硅光工艺的兼容。

1.一种平面型场效应管，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的一种平面型场效应管，其特征在于：

8.一种包括如权利要求1-7任一所述的平面型双极晶体管的电路，其特征在于：