公开(公告)号：WO2014068511A2

公开(公告)日：2014-05-08

申请号：PCT/IB2013059814

申请日：2013-10-31

Applicant: IBM ,  IBM CHINA INVEST CO LTD ,  IBM RES GMBH

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

CPC classification number: G02B6/12004 ,  G02B6/122 ,  G02B6/1225 ,  G02B6/131 ,  G02B6/42 ,  G02B6/43 ,  H01L31/02327 ,  H01S5/005 ,  H01S5/026 ,  H01S5/105 ,  H01S5/183

Abstract: The present invention relates to a semiconductor device (1) for use in at least an optical application comprising: at least an optically passive aspect (2) that is operable in substantially an optically passive mode, and at least an optically active material (3) comprising at least a material that is operable in substantially an optically active mode, wherein: the optically passive aspect (2) further comprises at least a crystalline seed layer (4), the optically active material (3) being epitaxially grown in at least a predefined structure (5) provided in the optically passive aspect (2) that extends to at least an upper surface (4') of the crystalline seed layer (4), and the optically passive aspect (2) is structured to comprise at least a passive photonic structure (6), wherein the crystalline seed layer (4) comprises a crystalline wafer and wherein the optically active material (3) comprises at least one of: a III-V material and a II-VI material.

Abstract translation: 本发明涉及至少在光学应用中使用的半导体器件（1），其包括：至少可以基本上为光学无源模式操作的光学无源器件（2）和至少一种光学活性材料（3） 至少包括可以基本上为光学活性模式操作的材料，其中：所述光学被动方面（2）还包括至少晶体种子层（4），所述光学活性材料（3）至少外延生长 提供在光学无源方面（2）中的延伸到晶种（4）的至少上表面（4'）的预定结构（5），并且光学无源方面（2）被构造成包括至少一个 无源光子结构（6），其中所述结晶晶种层（4）包括晶体晶片，并且其中所述光学活性材料（3）包括III-V族材料和II-VI材料中的至少一种。

公开(公告)号：WO2014083507A2

公开(公告)日：2014-06-05

申请号：PCT/IB2013060435

申请日：2013-11-27

Applicant: IBM ,  IBM CHINA INVEST CO LTD ,  IBM RES GMBH

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  FOMPEYRINE JEAN ,  HOFRICHTER JENS ,  OFFREIN BERT JAN ,  RICHTER MIRJA

CPC classification number: G02B6/12004 ,  H01L27/14 ,  H01L31/18 ,  Y02P70/521

Abstract: A semiconductor structure (1) comprises a processed semiconductor substrate (2) including active electronic components (3); a dielectric layer (4) covering at least partially the processed semiconductor substrate (2, 3); an interface layer (5) which is suitable for growing optically active material on the interface layer, wherein the interface layer (5) is bonded to the dielectric layer (4); wherein the optical gain layer (5) and the processed semiconductor substrate (2, 3) are connected through the dielectric layer (4) by electric and/or optical contacts (6). A method for fabricating a semiconductor structure (1) comprises: providing (S1) a processed semiconductor substrate (2) including active electronic components (3); depositing (S2) a dielectric layer (4) covering at least partially the processed semiconductor substrate (2, 3); bonding (S4) an interface layer (5) to the dielectric layer (4), wherein the interface layer (5) is suitable for growing optically active material on the interface layer; and connecting (S7) the interface layer (5) and the processed semiconductor substrate (2, 3) with each other through the dielectric layer (4) by electric and/or optical contacts (6).

Abstract translation: 半导体结构（1）包括具有有源电子部件（3）的被处理半导体基板（2）。 至少部分地覆盖经处理的半导体衬底（2,3）的介电层（4）; 界面层（5），其适于在所述界面层上生长光学活性材料，其中所述界面层（5）结合到所述介电层（4）上; 其中所述光学增益层（5）和经处理的半导体衬底（2,3）通过电和/或光学触点（6）通过介电层（4）连接。 一种制造半导体结构（1）的方法包括：提供（S1）包括有源电子部件（3）的处理的半导体衬底（2）; 沉积（S2）至少部分地覆盖经处理的半导体衬底（2,3）的介电层（4）; 将界面层（5）接合（S4）到介电层（4），其中界面层（5）适于在界面层上生长光学活性材料; 以及通过电和/或光触点（6）通过介电层（4）将界面层（5）和处理后的半导体衬底（2,3）（S7）彼此连接（S7）。

公开(公告)号：DE112013004345T5

公开(公告)日：2015-05-28

申请号：DE112013004345

申请日：2013-10-31

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

IPC: G02B6/12

Abstract: Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Einheit (1) zur Verwendung in wenigstens einer optischen Anwendung, die aufweist: wenigstens einen optisch passiven Aspekt (2), der in im Wesentlichen einem optisch passiven Modus betreibbar ist, und wenigstens ein optisch aktives Material (3), das wenigstens ein Material aufweist, das in im Wesentlichen einem optisch aktiven Modus betreibbar ist, wobei: der optisch passive Aspekt (2) des Weiteren wenigstens eine kristalline Kristallkeimschicht (4) aufweist, das optisch aktive Material (3) epitaxial in wenigstens einer vordefinierten Struktur (5) aufgewachsen ist, die in dem optisch passiven Aspekt (2) bereitgestellt ist, die sich bis wenigstens zu einer Oberseite (4') der kristallinen Kristallkeimschicht (4) erstreckt, und der optisch passive Aspekt (2) so strukturiert ist, dass er wenigstens eine passive photonische Struktur (6) aufweist, wobei die kristalline Kristallkeimschicht (4) einen kristallinen Wafer aufweist und wobei das optisch aktive Material (3) wenigstens eines aufweist von: einem III-V-Material und einem II-VI-Material.

公开(公告)号：DE112013004345B4

公开(公告)日：2019-03-07

申请号：DE112013004345

申请日：2013-10-31

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

IPC: G02B6/12 ,  G02B6/13

Abstract: Halbleiter-Einheit (1) zur Verwendung in wenigstens einer optischen Anwendung, die aufweist: wenigstens einen optisch passiven Aspekt (2), der in einem optisch passiven Modus betreibbar ist, und wenigstens ein optisch aktives Material (3), das wenigstens ein Material aufweist, das in einem optisch aktiven Modus betreibbar ist, wobei: der optisch passive Aspekt (2) des Weiteren wenigstens eine kristalline Kristallkeimschicht (4) aufweist, wobei das optisch aktive Material (3) epitaktisch in wenigstens einer vordefinierten Struktur (5) aufgewachsen wird, die in dem optisch passiven Aspekt (2) bereitgestellt ist, die sich bis zu wenigstens einer Oberseite (4') der kristallinen Kristallkeimschicht (4) erstreckt, und der optisch passive Aspekt (2) so strukturiert ist, dass er wenigstens eine passive photonische Struktur (6) aufweist, wobei die kristalline Kristallkeimschicht (4) einen kristallinen Wafer aufweist und wobei das optisch aktive Material (3) wenigstens eines aufweist von: einem III-V-Material und einem II-VI-Material, wobei die photonische Struktur (6) wenigstens einen optischen Wellenleiter (6") aufweist, wobei die vordefinierte Struktur (5) eine dielektrische Apertur (6', 6") aufweist, die durch eine umhüllende Schicht (6', 6") der optischen Wellenleiter (6") mit Bezug auf den optisch passiven Aspekt (2) ausgebildet ist, wobei der optisch passive Aspekt (2) nach dem Aufwachsen des optisch aktiven Materials in der vordefinierten Struktur (5) strukturiert wird.

公开(公告)号：GB2513531A

公开(公告)日：2014-11-05

申请号：GB201221581

申请日：2012-11-30

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  OFFREIN BERT JAN ,  RICHTER MIRJA ,  FOMPEYRINE JEAN ,  HOFRICHTER JENS

IPC: H01L31/18

Abstract: A method of fabricating a semiconductor structure is disclosed. The method includes the steps of : providing a processed, preferably silicon based, substrate 2 which includes active electronic components, e.g. a CMOS wafer; depositing a dielectric layer 4 covering at least part of the processed substrate; bonding an interface layer 5 to the dielectric layer; and interconnecting the interface layer and substrate with each other through the dielectric layer. The interface layer is a seed layer having a lattice constant suitable for growth of III-V material, so that optically active components/material can be grown/deposited onto the structure. In some embodiments the active components are silicon photonics components, optical waveguides, grating coupler, modulators, multiplexers, de-multiplexers, ring resonators or directional components.

公开(公告)号：GB2521083A

公开(公告)日：2015-06-10

申请号：GB201506501

申请日：2013-10-31

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

IPC: H01L33/10 ,  G02B6/122 ,  G02B6/42 ,  H01S5/026 ,  H01S5/10 ,  H01S5/183

Abstract: The present invention relates to a semiconductor device (1) for use in at least an optical application comprising: at least an optically passive aspect (2) that is operable in substantially an optically passive mode, and at least an optically active material (3) comprising at least a material that is operable in substantially an optically active mode, wherein: the optically passive aspect (2) further comprises at least a crystalline seed layer (4), the optically active material (3) being epitaxially grown in at least a predefined structure (5) provided in the optically passive aspect (2) that extends to at least an upper surface (4') of the crystalline seed layer (4), and the optically passive aspect (2) is structured to comprise at least a passive photonic structure (6), wherein the crystalline seed layer (4) comprises a crystalline wafer and wherein the optically active material (3) comprises at least one of: a III-V material and a II-VI material.

公开(公告)号：GB2507513A

公开(公告)日：2014-05-07

申请号：GB201219596

申请日：2012-10-31

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

IPC: H01L33/10 ,  G02B6/43 ,  H01S5/00 ,  H01S5/026

Abstract: A semiconductor device 1 comprising an optically passive aspect 2, and an optically active material 6, wherein the optically passive aspect 2 is patterned to comprise a photonic crystal structure 4 with a predefined structure 5, and the optically active material 6 is grown in the predefined structure 5 with a layer 7 acting as a seed layer. Any material which exceeds predefined area 5 may be removed by etching or polishing. The optically active material 6 may be crystalline or amorphous and performs light generation, amplification, detection or modulation. The optically passive region 2 may form a wire waveguide 3. A VCSEL may be formed by the optically active material 6. The cross section of the optically passive region 2 may be smaller than or the same size as that of the predefined structure 5, there may be a tapered region between the optically passive region and the structure 5. The photonic crystal may be a 2D crystal.

公开(公告)号：GB2507512A

公开(公告)日：2014-05-07

申请号：GB201219595

申请日：2012-10-31

Applicant: IBM

Inventor： CZORNOMAZ LUKAS ,  HOFRICHTER JENS ,  RICHTER MIRJA ,  RIEL HEIKE E

IPC: H01L33/10 ,  G02B6/43 ,  H01S5/00 ,  H01S5/026

Abstract: A semiconductor device 1 comprising an optically passive aspect 2 and an optically active material 3 wherein the optically passive aspect 2 further comprises at least a crystalline seed layer (4), the optically active material 3 being epitaxially grown in a predefined structure 5 provided in the optically passive aspect 2 that extends to at least an upper surface 4 of the seed layer 4, and the optically passive aspect 2 is structured to comprise a passive photonic structure 6 subsequent to the growth of the optically active material 3. The active material 3 may be implemented as a light emitting structure e.g. a laser, an LED or a optical amplifier amongst others. The predefined structure 5 may be a hole or a trench. The photonic structure 6 may be a waveguide. The device may include a VCSEL. Holes (11 in figure 4) may be formed in the photonic structure 6 and the active region 3. The size of the holes may be tapered to increase towards the photonic structure 6 or may be the same size. The device may comprise a 2D photonic crystal.