本发明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。
背景技术:
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、本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法,提高了光耦合效率,从而使得半导体结构的性能得到保证。
2、为解决上述问题,本发明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,位于所述衬底上并掩埋于所述介电层中;光反射介质,位于所述光波导层底部和衬底之间。
3、相应的,本发明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;形成位于所述光波导层底部和衬底之间的光反射介质。
4、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
5、本发明实施例提供的半导体结构具有位于光波导层底部和衬底之间的光反射介质,因此在耦合过程中向外散射的光易于被光反射介质反射回光波导层,所述光反射介质有利于限制光的外散,进而使得更多的光信号耦合到光波导层中,降低了光信号损失的概率,因此所述光反射介质有利于降低光传播过程中的损耗,从而提高了光耦合效率,进而提高了半导体结构的性能。
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,所述光反射介质的材料包括金属和金属氧化物中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述光反射介质的材料包括三氧化二铝。
4.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述光反射介质的厚度为30纳米到70纳米。
5.如权利要求1~4中任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述光反射介质还延伸至所述光波导层的侧部且贯穿所述介电层;
6.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:光耦合介质,位于所述光反射介质底部的衬底中,所述光耦合介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射率。
7.如权利要求6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;
8.如权利要求7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;
9.如权利要求7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,所述开口与空腔连通;
10.如权利要求9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宽度为5微米至10微米。
11.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硅和氮化硅中的一种或两种。
12.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,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的光反射介质;
14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,所述半导体结构的形成方法还包括:形成位于所述光反射介质底部的衬底中的光耦合介质,所述光耦合介质的折射率低于衬底的折射率以及介电层的折射率。
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,形成位于所述光反射介质底部的衬底中的光耦合介质的步骤包括:在所述衬底中形成位于所述光波导层底部的空腔;
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,在形成所述空腔之前,所述形成方法还包括:形成位于所述光波导层的侧部且贯穿所述介电层的开口;
17.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述提供衬底的步骤中,所述衬底和光波导层之间还形成有隔离层;
18.如权利要求16所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述空腔的内壁上和开口的内壁上形成光反射介质的步骤中,所述光反射介质还覆盖所述介电层的顶部;
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,形成所述光反射介质的步骤中,所述光反射介质的厚度为30纳米到70纳米;
20.如权利要求12~17中任一项所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成位于所述光波导层底部和衬底之间的光反射介质的步骤中,形成所述光反射介质的工艺包括原子层沉积工艺。
