公开(公告)号：US08877616B2

公开(公告)日：2014-11-04

申请号：US12554449

申请日：2009-09-04

申请人： Thierry Pinguet ,  Steffen Gloeckner ,  Peter De Dobbelaere ,  Sherif Abdalla ,  Daniel Kucharski ,  Gianlorenzo Masini ,  Kosei Yokoyama ,  John Guckenberger ,  Attila Mekis

发明人： Thierry Pinguet ,  Steffen Gloeckner ,  Peter De Dobbelaere ,  Sherif Abdalla ,  Daniel Kucharski ,  Gianlorenzo Masini ,  Kosei Yokoyama ,  John Guckenberger ,  Attila Mekis

IPC分类号： H01L27/12 ,  H01L21/782 ,  H01L21/84

CPC分类号： H04B10/2575 ,  H01L21/84 ,  H01L27/1203 ,  H04B10/40

摘要： Methods and systems for monolithic integration of photonics and electronics in CMOS processes are disclosed and may include fabricating photonic and electronic devices on a single CMOS wafer with different silicon layer thicknesses. The devices may be fabricated on a semiconductor-on-insulator (SOI) wafer utilizing a bulk CMOS process and/or on a SOI wafer utilizing a SOI CMOS process. The different thicknesses may be fabricated utilizing a double SOI process and/or a selective area growth process. Cladding layers may be fabricated utilizing one or more oxygen implants and/or utilizing CMOS trench oxide on the CMOS wafer. Silicon may be deposited on the CMOS trench oxide utilizing epitaxial lateral overgrowth. Cladding layers may be fabricated utilizing selective backside etching. Reflective surfaces may be fabricated by depositing metal on the selectively etched regions. Silicon dioxide or silicon germanium integrated in the CMOS wafer may be utilized as an etch stop layer.

摘要翻译： 公开了用于在CMOS工艺中单片集成光子学和电子学的方法和系统，并且可以包括在具有不同硅层厚度的单个CMOS晶片上制造光子和电子器件。 利用体CMOS工艺和/或利用SOI CMOS工艺的SOI晶片，可以在绝缘体上半导体（SOI）晶片上制造器件。 可以使用双重SOI工艺和/或选择性区域生长工艺来制造不同的厚度。 可以利用一个或多个氧注入和/或在CMOS晶片上利用CMOS沟槽氧化物来制造覆层。 硅可以利用外延横向过度生长沉积在CMOS沟槽氧化物上。 可以利用选择性背面蚀刻来制造包覆层。 可以通过在选择性蚀刻的区域上沉积金属来制造反射表面。 集成在CMOS晶片中的二氧化硅或硅锗可以用作蚀刻停止层。

公开(公告)号：US08592745B2

公开(公告)日：2013-11-26

申请号：US12859016

申请日：2010-08-18

申请人： Gianlorenzo Masini ,  Subal Sahni

发明人： Gianlorenzo Masini ,  Subal Sahni

IPC分类号： G02B6/12 ,  H01J40/14 ,  H04B10/00

CPC分类号： H04B10/60 ,  G01J1/44 ,  G01J2001/446 ,  H01L31/022408 ,  H01L31/028 ,  H01L31/03682 ,  H01L31/1105 ,  H03F3/08

摘要： A method and system for optoelectronic receivers utilizing waveguide heterojunction phototransistors (HPTs) integrated in a CMOS SOI wafer are disclosed and may include receiving optical signals via optical fibers operably coupled to a top surface of the chip. Electrical signals may be generated utilizing HPTs that detect the optical signals. The electrical signals may be amplified via voltage amplifiers, or transimpedance amplifiers, the outputs of which may be utilized to bias the HPTs by a feedback network. The optical signals may be coupled into opposite ends of the HPTs. A collector of the HPTs may comprise a silicon layer and a germanium layer, a base may comprise a silicon germanium alloy with germanium composition ranging from 70% to 100%, and an emitter including crystalline or poly Si or SiGe. The optical signals may be demodulated by communicating a mixer signal to a base terminal of the HPTs.

摘要翻译： 公开了一种利用集成在CMOS SOI晶片中的波导异质结光电晶体管（HPT）的光电子接收器的方法和系统，并且可以包括通过可操作地耦合到芯片顶表面的光纤接收光信号。 可以利用检测光信号的HPT产生电信号。 电信号可以经由电压放大器或跨阻放大器来放大，其输出可用于通过反馈网络偏置HPT。 光信号可以耦合到HPT的相对端。 HPT的集电极可以包括硅层和锗层，碱可以包括具有70％至100％的锗组成的硅锗合金，以及包括晶体或多晶硅或SiGe的发射极。 可以通过将混合器信号传送到HPT的基站来解调光信号。

公开(公告)号：US20120135566A1

公开(公告)日：2012-05-31

申请号：US13364845

申请日：2012-02-02

申请人： Thierry Pinguet ,  Steffen Gloeckner ,  Peter De Dobbelaere ,  Sherif Abdalla ,  Daniel Kucharski ,  Gianlorenzo Masini ,  Kosei Yokoyama ,  Guckenberger John ,  Attila Mekis

发明人： Thierry Pinguet ,  Steffen Gloeckner ,  Peter De Dobbelaere ,  Sherif Abdalla ,  Daniel Kucharski ,  Gianlorenzo Masini ,  Kosei Yokoyama ,  Guckenberger John ,  Attila Mekis

IPC分类号： H01L21/50

CPC分类号： H04B10/2575 ,  H01L21/84 ,  H01L27/1203 ,  H04B10/40

摘要： Methods and systems for monolithic integration of photonics and electronics in CMOS processes are disclosed and may include fabricating photonic and electronic devices on two CMOS wafers with different silicon layer thicknesses for the photonic and electronic devices with at least a portion of each of the wafers bonded together, where a first of the CMOS wafers includes the photonic devices and a second of the CMOS wafers includes the electronic devices. The electrical devices may be coupled to optical devices utilizing through-silicon vias. The different thicknesses may be fabricated utilizing a selective area growth process. Cladding layers may be fabricated utilizing oxygen implants and/or utilizing CMOS trench oxide on the CMOS wafers. Silicon may be deposited on the CMOS trench oxide utilizing epitaxial lateral overgrowth. Cladding layers may be fabricated utilizing selective backside etching. Reflective surfaces may be fabricated by depositing metal on the selectively etched regions.

摘要翻译： 公开了用于在CMOS工艺中单片集成光子学和电子学的方法和系统，并且可以包括在具有不同硅层厚度的两个CMOS晶片上制造光子和电子器件用于光子和电子器件，其中每个晶片的至少一部分结合在一起 其中第一CMOS晶片包括光子器件，并且第二CMOS晶片包括电子器件。 电子器件可以利用穿硅通孔耦合到光学器件。 可以使用选择性区域生长过程来制造不同的厚度。 可以使用氧注入和/或在CMOS晶片上利用CMOS沟槽氧化物来制造覆层。 硅可以利用外延横向过度生长沉积在CMOS沟槽氧化物上。 可以利用选择性背面蚀刻来制造包覆层。 可以通过在选择性蚀刻的区域上沉积金属来制造反射表面。

公开(公告)号：US07613369B2

公开(公告)日：2009-11-03

申请号：US11735251

申请日：2007-04-13

申请人： Jeremy Witzens ,  Gianlorenzo Masini ,  Giovanni Capellini ,  Lawrence C. Gunn, III

发明人： Jeremy Witzens ,  Gianlorenzo Masini ,  Giovanni Capellini ,  Lawrence C. Gunn, III

IPC分类号： G02B6/12

CPC分类号： G02B6/12007

摘要： A CMOS processing compatible germanium on silicon integrated waveguide photodiode. Positioning contacts in predicted low optical field regions, establishing side trenches in the silicon layer along the length of the photodiode reduces optical losses. Novel taper dimensions are selected based on the desirability of expected operational modes, reducing optical losses when light is injected from the silicon layer to the germanium layer. Reduced vertical mismatch systems have improved coupling between waveguide and photodiode. Light is coupled into and/or out of a novel silicon ring resonator and integrated waveguide photodiode system with reduced optical losses by careful design of the geometry of the optical path. An integrated waveguide photodiode with a reflector enables transmitted light to reflect back through the integrated waveguide photodiode, improving sensitivity. Careful selection of the dimensions of a novel integrated waveguide microdisk photodiode system results in reduced scattering. Improved sensitivity integrated waveguide photodiodes comprise integrated heaters.

摘要翻译： CMOS处理兼容锗硅集成波导光电二极管。 在预测的低光场区域中定位触点，沿着光电二极管的长度在硅层中建立侧沟槽减少光损耗。 基于期望的操作模式的期望来选择新的锥形尺寸，当光从硅层注入到锗层时减小光学损耗。 减少的垂直失配系统改善了波导和光电二极管之间的耦合。 通过仔细设计光路的几何形状，光被耦合到新的硅环谐振器和集成波导光电二极管系统中并减少光损耗。 具有反射器的集成波导光电二极管使透射光能够通过集成波导光电二极管反射回来，提高灵敏度。 仔细选择新型集成波导微盘光电二极管系统的尺寸导致散射减少。 集成波导光电二极管的灵敏度提高集成加热器。

公开(公告)号：US07358527B1

公开(公告)日：2008-04-15

申请号：US11347663

申请日：2006-02-03

申请人： Gianlorenzo Masini ,  Cary Gunn

发明人： Gianlorenzo Masini ,  Cary Gunn

IPC分类号： H01L23/58

CPC分类号： H01L22/32

摘要： Systems and methods are disclosed for a test device that is configured to allow assessment of the quality of germanium devices. In one embodiment, the test device is formed on the same substrate as the germanium devices, and includes a plurality of germanium components that are substantially similar to those found in the germanium devices. Such example measurement can used to estimate various quality parameters associated with fabrication of the germanium devices.

摘要翻译： 公开了用于被配置为允许评估锗装置的质量的测试装置的系统和方法。 在一个实施例中，测试设备形成在与锗器件相同的衬底上，并且包括与锗器件中发现的几乎相似的多个锗组分。 这种示例性测量可用于估计与锗装置的制造相关的各种质量参数。

公开(公告)号：US06342720B1

公开(公告)日：2002-01-29

申请号：US09445172

申请日：2000-04-03

申请人： Hartmut Presting ,  Lorenzo Colace ,  Gianlorenzo Masini ,  Thomas Pearsall

发明人： Hartmut Presting ,  Lorenzo Colace ,  Gianlorenzo Masini ,  Thomas Pearsall

IPC分类号： H01L3100

CPC分类号： B82Y20/00 ,  H01L31/035254 ,  H01L31/108

摘要： A voltage-controlled, wavelenght-selective photodetector includes comprising a double diode having a counter-polarized Si-Schottky diode and a SiGe PIN diode. The short-wave portion (&lgr;

摘要翻译： 电压控制的波长选择性光电检测器包括具有反极化Si肖特基二极管和SiGe PIN二极管的双二极管。 通过窗口进入检测器的光的短波部分（lambd <0.9mum）在Si-肖特基二极管中产生电子 - 空穴对，而较长波长部分（1mum