TW202037953A - 光子光電系統 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種方法，該方法包括使用具有一第一基材的一第一晶圓而建構一第一光子結構，其中所述的建構該第一光子結構包括在一第一光子介電堆疊內一體成型地製造一個以上光子裝置，該一個以上光子裝置形成在該第一基材上；使用具有一第二基材的一第二晶圓而建構一第二光子結構，其中所述的建構該第二光子結構包括在一第二光子介電堆疊內一體成型地製造一雷射堆疊結構主動區及一個以上光子裝置，該第二光子介電堆疊形成在該第二基材上；以及接合該第一光子結構及該第二光子結構以界定具有接合於該第二光子結構的該第一光子結構的一光電系統。

Description

光子光電系統

〔相關申請案對照參考〕 本申請案主張在2018年11月21日提出申請的美國申請案序號62／770,634的優先權，案名為「Photonics Optoelectrical System（光子光電系統）」，其全文內容茲以提述方式納入。

〔政府權利聲明〕 本發明係在美國國防高等研究計劃署（Defense Advanced Research Projects Agency；DARPA）的政府支持下，在授權合約號HR0011-12-2-0007下完成。美國政府可以擁有本發明中的一定權利。

本發明一般而言係相關於一種光子，特別是相關於光子光電系統的製造。

商業上可獲得的光子積體電路係製造在晶圓上，例如：塊材矽或矽絕緣體（silicon-on-insulator）晶圓。

就單一方面而言，光子積體電路可以包括用在一光子積體電路晶片的不同區域之間以及在晶片上及晶片外的光訊號的傳輸的波導。商業上可獲得的波導為矩形或脊形的幾何形狀，以及製造在矽（單晶或多晶）或氮化矽中。

商業上可獲得的光子積體電路可以包括光檢測器及其他光學構件。光子積體電路憑藉在通訊頻帶（約1.3μm至約1.55μm）中的光的發射、調變及偵測。鍺的能帶隙吸收邊限將近1.58μm。鍺已被觀察到使用1.3μm及1.55μm載子波長以在光電應用上提供充足的光響應。

市售光子積體電路晶片係可用於設置在一印刷電路板上的一光子積體電路晶片的系統上。

本發明藉由光子結構的提供，克服先前技術的缺點，以及提供額外的優點。

根據本發明的一個實施例的一種方法，該方法包括使用具有一第一基材的一第一晶圓而建構一第一光子結構，其中所述的建構該第一光子結構係包括在一第一光子介電堆疊內一體成型地製造一個以上光子裝置，該一個以上光子裝置形成在該第一基材上；使用具有一第二基材的一第二晶圓而建構一第二光子結構，其中所述的建構該第二光子結構包括在一第二光子介電堆疊內一體成型地製造一雷射堆疊結構主動區及一個以上光子裝置，該第二光子介電堆疊形成在該第二基材上；以及接合該第一光子結構及該第二光子結構以界定具有接合於該第二光子結構的該第一光子結構的一光電系統。

根據本發明的一個實施例的一光電系統，係包含一第一光子結構，具有一第一光子介電堆疊；一第二光子結構，具有一第二光子介電堆疊；一接合層，熔融接合該第一光子結構至該第二光子結構；一個以上金屬化層，一體成型地形成在該第一介電堆疊中；至少一個金屬化層，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中；一個以上光子裝置，一體成型地形成在該第一光子介電堆疊中；至少一個光子裝置，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中；以及一個以上雷射堆疊結構主動區，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中。

根據本發明的一個實施例的一種方法，該方法包含：使用具有一底層基材的一底層結構晶圓而建構一載板底層結構，其中所述的建構該載板底層結構係包括製造一重分佈層及延伸通過該底層基材的多個矽穿孔；使用具有一第一基材的一第一晶圓而建構一第一光子結構，其中所述的建構該第一光子結構係包括在該第一基材上形成的一光子介電堆疊內一體成型地製造一個以上的光子裝置；接合該第一光子結構至該載板底層結構以界定具有該載板底層結構及該第一光子結構的一接合結構；使用具有一第二基材的一第二晶圓而建構一第二光子結構，其中所述的建構該第二光子結構係包括在該第二基材上形成的一第二光子介電堆疊內一體成型地製造一雷射堆疊結構主動區及一個以上光子裝置；接合該第二光子結構及該接合結構以界定具有該第二光子結構接合於該第一光子結構及該第一光子結構接合於該載板底層結構的一載板光電系統。

透過本發明的技術以實現額外的特徵及優點。

本發明的各方面及一些特徵、優點及細節係參考在附呈圖式中所顯示的非限制例子，有更詳細的解釋。公眾知悉的材料、製造工具及加工技術等的描述內容係省略，以免不必要地使本發明的內容不明確。然而，應該理解到實施方式及具體例子在表明本發明的多個方面時，係僅以例示的方式給予，並非以限制的方式給予。在本發明概念下的精神及／或範圍內，各種替換、修改、增加及／或排列對於本發明技術領域中具有通常知識者是顯而易見的。

第1圖說明具有光子結構10及光子結構20的光電系統1000。光子結構10及光子結構20可以藉由接合層4006而被晶圓接合在一起。光子結構10可以包括光子介電堆疊200，以及光子結構20可以包括光子介電堆疊1200。在光子結構10的光子介電堆疊200中，可以整合一個以上光子裝置。整合在光子介電堆疊200中的光子裝置可以包括，例如：光偵測器407、調變器408以及波導402、404、411、412、421、422及431。整合在光子結構20的光子裝置可以包括在光子介電堆疊1200內一體成型地形成及製造的一個以上光子裝置，例如：波導1401及波導1402。光子結構10的光子介電堆疊200及光子結構20的光子介電堆疊1200的各個可以具有整合在其中的複數個不同類型的光子裝置，例如：一個以上光偵測器、一個以上調變器、一個以上光柵、一個以上偏光片、一個以上共振器及／或一個以上波導。

第1圖說明具有一光子介電堆疊200的光子結構10，在其中可以整合在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的一個以上光子裝置，以及具有一雷射堆疊結構的一個以上整合雷射光源，該雷射堆疊結構包括在光子介電堆疊200中一體成型地形成及製造的一主動區。在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的一個以上光子裝置可以包括，例如：藉由一矽脊形（ridge）波導所提供的波導402，以及可以包括藉由一矽矩形（rectangular）波導所提供的波導404、藉由一矩形氮化矽波導所提供的波導411、藉由一矩形氮化矽波導所提供的波導412、藉由一矩形氮化矽波導所提供的波導421、藉由一矩形氮化矽波導所提供的波導422，以及在藉由一矩形波導所提供的層332所圖案化的波導431。

光子結構10可以包括在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的一光偵測器407，該光偵測器407具有光敏材料構造406、波導材料構造401、接點C1、以及接點C2。光子結構10可以包括在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的調變器408，該調變器408具有波導材料構造403、接點C3、以及接點C4。光子結構10可以包括在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的其他類型的光子光置，例如：一個以上光柵、一個以上偏光片及／或一個以上共振器。在參考第1圖闡述的所述的實施例中，在光子介電堆疊200內一體成型地形成及製造的波導可以是，例如：單晶矽波導或由氮化物（例如：氮化矽）所形成的波導、多晶矽波導、非晶質矽波導及／或氮化矽或氮氧化矽波導。

光子結構10更可以在其中製造一個以上金屬化層及一個以上穿孔層。如第1圖所示的整合光子結構10可以包括金屬化層602，該金屬化層602可以被圖案化以界定金屬化構造M1，穿孔層712可以被圖案化以界定孔V1，以及金屬化層612可以被圖案化以界定金屬化構造M2。金屬化層602及金屬化層612可以界定水平延伸導線。藉由金屬化層602及金屬化層612所界定的導線可以水平延伸通過光子介電堆疊200的區域。藉由金屬化層602所界定的水平延伸導線可以電性連接於一個以上垂直延伸接觸導電材料構造C1至C12及藉由穿孔層712所界定的穿孔V1，以將一個以上控制邏輯及／或功率訊號垂直地及水平地分佈至光子介電堆疊200的不同區域。藉由金屬化層6112所界定的水平延伸導線可以電性連接於藉由穿孔層712所界定的一個以上垂直延伸的穿孔V1，以將一個以上電子控制邏輯及／或功率訊號垂直地及水平地分佈至光子介電堆疊200的不同區域間。

請參看第1圖，光子結構20可以包括在光子結構20的光子介電堆疊1200內一體成型地形成及製造的一個以上整合雷射光源800。各個雷射光源可以包括具有複數個層的一雷射堆疊結構802，該複數層包括一主動區層，該主動區層可以包括複數個子層。光子結構20可以包括在光子介電堆疊1200內一體成型地形成及製造的層1312，該層1312可以進行圖案化以界定一個以上由例如氮化矽所形成的波導。藉由圖案化整合在光子介電堆疊1200中的層1312或另一層所形成的一個以上波導可以對準於一雷射堆疊結構802的主動區850，藉此，使用半導體圖案化製造製程而將一雷射堆疊結構802的一主動區850精確對準於整合至一光子介電堆疊的該圖案化的波導。為了在一主動區850及一波導之間的精確對準，該主動區及該波導可以在光子介電堆疊1200內一體成型地形成及製造，藉此，該主動區850及該波導的各自的縱軸線係重合（看第5A圖及第5B圖）。此雷射堆疊結構及波導的組合可以使用於將光輸入至光子結構10，該光子結構10具有整合在光子結構10的光子介電堆疊200內的一個以上光子裝置。

光子結構20可以包括在金屬化層612上形成的一個以上終端6002。終端6002可以包括，例如：一個以上（a）通向金屬化層612的光子介電堆疊200中所形成的開口；（b）在金屬化層612上所形成的墊及該墊的開口；（c）在該金屬化層612上所形成的凸塊下金屬化（UBM）層，以及在光子介電堆疊200至該凸塊下金屬化（UBM）中形成的開口；（d）在金屬化層612上所形成的凸塊下金屬化及在自光子介電堆疊200向外地凸伸出的該凸塊下金屬化上所形成的一錫焊凸塊。

根據一個實施例，光子結構10及光子結構20可以使用各自的矽絕緣體晶圓而製造。請參看第1圖，基材100可以是一矽絕緣體晶圓的一基材，層202可以是一矽絕緣體晶圓的一絕緣層，以及層302可以是一矽絕緣體晶圓的一矽層。光子結構20也可以使用一矽絕緣體晶圓而形成，但該對應的基材、絕緣體及矽層並未敘述在第1圖，理由為在所述的實施例中，標記的矽絕緣體結構在如第1圖所述的該製造階段之前係為被犧牲的及被移除的。

層302可以具有在其中經圖案化的波導材料構造401（界定光偵測器407）、脊形波導402、波導材料構造403（界定調變器408）、以及波導404。根據一個實施例，基材100可以具有在自約10μm至約1000μm範圍內的厚度。根據一個實施例，基材100可以具有在自約100μm至約1000μm範圍內的厚度。根據一個實施例，層202可以具有在自約100nm至約10μm範圍內的厚度。根據一個實施例，層202可以具有在自約1μm至約5μm範圍內的厚度。根據一個實施例，層302可以具有在自約10nm至約1000nm範圍內的厚度。根據一個實施例，層302可以由單晶矽所形成。

根據一個實施例，經由整個視圖所示，層202及層302（以及使用於製造光子結構20的一矽絕緣體晶圓的層1202及1302）可以具有關連於使用高溫處理以進行預製造的優點特色，包括缺陷消除處理，例如：高於攝氏500℃、在某些情況下高於攝氏700℃，以及在某些情況下高於攝氏1000℃。如本發明所闡述的矽絕緣體晶圓層，例如：層202及層302（以及使用於製造光子結構20的一矽絕緣體晶圓的層1202及1302），其可以被預製造以作為一矽絕緣體晶圓的部分，該矽絕緣體晶圓層可以使用一熱預算而進行退火製程以消除缺陷，為了裝置的製造，該熱預算在圖案化或層302（及層1302）的其他使用後可以被限制。

在光子介電堆疊200及光子介電堆疊1200內所述的全部構件可以使用以光微影半導體裝置製造階段及／或化學半導體裝置製造階段為特徵的半導體裝置製程而在光子介電堆疊200及光子介電堆疊1200內一體成型地形成及製造。

提供光電系統1000，藉此，一整合雷射光源800的主動區850在光子介電堆疊內1200內一體成型地形成及製造，及該主動區850發射光至其中的一波導，該波導可以促進一整合雷射光源800的一主動區及參考本說明書第5A圖至第5C圖所述的一波導的精確對準。在整合雷射光源800的前景及／或背景中，主動區850可以發射光至此對準的波導（延伸出第1圖的紙張或延伸進入第1圖的紙張）。

在一共同光子結構上一體成型地形成及製造光子裝置及雷射光源，藉此，一光子裝置及一整合雷射光源的一主動區在一共同的光子介電堆疊內係共同地製造及設置，以促進在此光子裝置及整合雷射光源800之間的精確對準以及減輕用於促進對準的封裝科技的需求。

參考第2A圖至第2Q圖的階段視圖所闡述的一種光電系統1000的製造方法。第2A圖至第2E圖說明用於製造光子結構10的製造階段。第2F圖至第2K圖說明用於製造光子結構20的製造階段。

參考第2A圖至第2E圖的製造階段視圖所述的用於製造光子結構10的一種方法。在第2A圖中，係說明光子結構10的一中介階段視圖。根據一個實施例，光子結構10可以使用具有由矽所形成的一基材100、絕緣層202及由矽所形成的層302的一矽絕緣體晶圓而被製造。界定光偵測器407的波導材料構造401可以在層302內被圖案化。波導402係藉由脊形波導提供，波導材料構造403界定一調變器，以及波導404係藉由一矩形波導提供。在構造401至404的圖案化上，一介電材料層，例如：二氧化矽，可以沉積在構造401至404之上且可以進行化學機械平坦化（CMP），藉此，一水平面界定在層302所述的一頂高程處。在本發明描述化學機械平坦化的各個情況中，該化學機械平坦化可以伴隨化學機械拋光，藉此，經過化學機械平坦化後，係產生一原子級平滑水平的平坦表面。

在第2B圖中，係顯示在執行進一步製造加工以界定波導411及波導412之後的製造的一中介階段中如第2A圖所示的光子結構10。波導411及波導412可以由氮化矽所形成。為了形成波導411及波導412，在層312的所示底高程可以沉積氮化矽，及可以進行圖案化以界定波導411及波導412。在界定波導411及波導412之後，藉由層312的圖案化，介電層可以沉積在波導411及波導412之上，以及然後可以進行化學機械平坦化以將形成的光子介電堆疊200的高程降低至層312的所示頂高程，以在所示的製造中介階段中界定光子結構10的一水平延伸的頂表面，該所示的製造的中介階段係藉由介電材料（例如：二氧化矽）、波導411及波導412，而部分地界定在層312的所示頂高程。

在第2C圖中，係顯示在進一步圖案化以界定波導421及波導422之後的製造的一中介階段中如第2B所示的光子結構10。為了製造波導411及波導412，一介電層可以沉積在延伸在層312的所示頂高程處的平坦水平的表面，接著藉由一進一步的化學機械平坦化製程以界定延伸在層322的所示底高程處的一水平面。在層322的所示底高程，層322可以被沉積，然後進行圖案化以界定波導421及波導422。在界定波導421及波導422的側牆之前，層322可以進行化學機械平坦化。在波導421及波導422的圖案化上，一介電材料層可以沉積在波導之上，然後可以進行化學機械平坦化以在光子介電堆疊200的所示頂高程處界定一水平延伸平坦的表面，如第2C圖所示。

第2D圖係顯示在進一步圖案化以界定光敏材料構造406及界定光偵測器407之後的製造的一中介階段中如第2C圖所示的光子結構10。為了提供光敏材料構造406，複數層鍺可以在藉由反應性離子蝕刻（reactive ion etching；RIE）所形成的一溝槽中磊晶成長及退火。該形成的溝槽可以包括垂直延伸的中央軸線7002。該形成的溝槽可以包括與垂直延伸的平面7001及垂直延伸的平面7003相交的一周邊。在一個實施例中，鍺可以使用減壓化學氣相沉積法（reduced pressure chemical vapor deposition；RPCVD）以選擇性地成長。多重磊晶成長及退火階段可以使用於光敏材料構造406的形成。多重沉積及退火循環，例如由鍺所形成的光敏材料構造406一開始可以溢流出該定義的溝槽，然後可以進行化學機械平坦化，藉此，一平坦水平的表面係界定在光敏材料構造406的所示頂高程處。

第2D圖係顯示在執行製造接點C1至C4的製程之後的製造的一中介階段中如第2C圖所示的光子結構10。為了形成接點C1至C4，具有垂直延伸的中央軸線的接觸溝槽可以在光子介電堆疊200中被蝕刻。在形成該接觸溝槽之後，該接觸溝槽可以填充接觸導電性材料，例如：導電性金屬。

第2E圖係顯示在進一步加工以界定金屬化層602、穿孔層702及金屬化層612之後的製造的一中介階段中如第2D圖所示的光子結構10。為了形成金屬化層602，溝槽可以形成在光子介電堆疊200中，以自界定在接點C1至C13的所示頂高程處的一底高程而延伸至界定在金屬化層602的所示一頂高程。為了形成金屬化層602，金屬化構造溝槽可以形成以包括在所示的金屬化構造M1的中心處的中央軸線。該金屬化層溝槽可以被過度填充導電性金屬材料及然後進行化學機械平坦化，以在金屬化層602的所示頂高程處界定一平坦水平的表面。然後，一介電層可以沉積及進行化學機械平坦化，以增加光子介電堆疊200的高程至穿孔V1的所示頂高程，以及穿孔溝槽可以形成以包括如所示的各自的穿孔V1的垂直中心處的中央軸線。波導431可以藉由層332的沉積及化學機械平坦化加工而至層332的所示一頂高層及圖案化由氮化矽所形成的層332而形成。波導431可以佔據通常藉由穿孔V1所佔據的高程。該穿孔溝槽可以被過度填充及進行化學機械平坦化，藉此，光子介電堆疊200的一頂高程係界定在穿孔V1的所示頂高程處。介電材料，例如：氧化物，可以沉積在界定在穿孔V1的所示頂高程處的水平的表面，然後可以進行化學機械平坦化以在金屬化層612的所示頂高程處界定一水平平坦化的表面。金屬化層溝槽可以形成在具有如第E圖所示的各自的金屬化構造M2的中央軸線處的金屬化層溝槽中央軸線的光子介電堆疊200中。該金屬化層溝槽可以被過度填充及進行化學機械平坦化，以在金屬化層612的所示頂高程處界定水平延伸平坦的表面。

然後，另一層介電材料，例如：氧化物，可以沉積在層612的所示頂高程處的水平延伸平坦的表面上，額外的層可以進行化學機械平坦化，以在層4002的所示頂高程處界定在光子介電堆疊200的中介階段視圖中的一頂高程。

第2E圖係顯示在額外的加工以增加光子介電堆疊200的一高程之後的製造的一中介階段中如第2D圖所示的光子結構10。如第2E圖所示，在形成光敏材料構造406之後，一額外的介電材料層，例如：二氧化矽，可以被沉積，然後進行化學機械平坦化，以在如第2E圖所示的高程610處界定一光子介電堆疊200的一水平平坦的頂表面。

第2F圖係為顯示製造光子結構20的階段視圖。光子結構20可以使用矽絕緣體（SOI）晶圓而被製造。第2F圖係顯示一矽絕緣體（SOI）晶圓的圖案化。在第2F圖中，係顯示基材1100可以是一矽絕緣體晶圓的一基材，層1202可以藉由一矽絕緣體晶圓的一絕緣層而提供，以及層1302可以藉由一矽絕緣體晶圓的一矽層而提供。層1302可以是一單晶矽層。為了製造如第2A圖所示的光子結構20，層1302可以被圖案化以界定如第2F圖所示的間隔結構，各個間隔結構由矽所形成。自層1302圖案化的結構可以界定用於支撐本發明所闡述的雷射堆疊結構的構建的平台。在層1320內的結構的圖案化上，介電材料可以沉積在該結構之上，並且然後可以進行化學機械平坦化（CMP），以在第2F圖的階段視圖中所示的頂高程處界定一水平延伸平坦的表面。

第2G圖係顯示在進一步加工以增加光子介電堆疊200的一高程至如第2G圖所示的光子介電堆疊200的頂高程以及界定波導，例如：波導1401及波導1402之後的製造的一中介階段中如第2F圖所示的光子結構20，。波導1401及波導1402可以藉由氮化矽（SiN）波導材料而提供及藉由在氮化矽上所形成的層1312的圖案化而形成。請參看第2G圖，介電材料可以沉積在界定在第2F圖中的層1202的頂高程處的平坦水平的表面（可以是一矽絕緣體晶圓的一絕緣層），然後可以進行化學機械平坦化，以在第2G圖所示的光子介電堆疊1200的頂高程處界定水平延伸平坦的表面。然後，層1312可以沉積在第2G圖所示的光子介電堆疊的頂高程處及可以進行化學機械平坦化，藉此，層1312的一頂表面係界定延伸在層的所示頂高程處的一水平延伸平坦的表面。然後，層可以進行圖案化以界定波導1401及波導1402。

第2H圖係顯示在進一步加工以界定雷射堆疊結構溝槽之後的製造的一中介階段中如第2G圖所示的光子結構20。請參看第2H圖，額外的介電材料，例如：氧化物，可以沉積在高程2610處的一水平延伸平坦的表面上，然後可以進行化學機械平坦化以在高程2608處界定一水平延伸平坦的表面。然後，隨著光子介電堆疊1200在高程2608處界定一頂高程，第一及第二雷射堆疊結構溝槽一般可以形成在位置A及B處。該第一雷射堆疊結構溝槽可以形成以包括垂直延伸的中央軸線3703及可以界定與垂直延伸的平面3702及垂直延伸的平面3704所相交的一溝槽周邊。一第二雷射堆疊結構溝槽可以形成以包括垂直延伸的中央軸線3706及可以界定與垂直延伸的平面3705及垂直延伸的平面3707所相交的溝槽側壁。

第2I圖係顯示在構建用於第一雷射堆疊結構及第二雷射堆疊結構的一緩衝結構810之後的製造的一中介階段中如第2H圖所示的光子結構20。

緩衝結構810可以磊晶成長在由矽所形成的層1302上。各種製程可以被執行以製造緩衝結構810。從本發明的實施例認知到基於觀察到在砷化鎵及鍺之間的晶格失配僅約小於一失配0.07%，例如：在砷化鎵（GaAs）及矽（Si）之間約4.1%，在砷化鎵及矽之間使用一鍺中間層（鍺緩衝）係可以改善一砷化鎵的結晶品質。從本發明的實施例認知到砷化鎵及矽之間的熱膨脹係數是可相比的。

第2H圖及第2I圖係示出藉由在雷射堆疊結構802之前製造波導1401及波導1402所提供的光子裝置。根據另一個實施例，例如波導1401及波導1402的光子裝置可以在製造雷射堆疊結構802（部分製造或完全製造）之後而被製造。根據一些實施例，延遲製造光子裝置可以增加用於製造光子堆疊結構802的一熱預算及可以減少由於製造雷射堆疊結構802的後續製造製程所可能引起的光子裝置的退化。為了在製造雷射堆疊結構802之後的波導1401及波導1402的製造，光子介電堆疊1200可以在製造雷射堆疊結構802之後進行蝕刻，以減少光子介電堆疊1200的一高程，以及然後一波導材料層可以沉積在減少的高程處及進行圖案化以界定波導1401及波導1402。根據一個實施例，雷射堆疊結構802可以製造至如第21圖所示的接點結構812的一頂高程，然後光子介電堆疊1200可以進行蝕刻及化學機械平坦化，以在層1312的所示底高程處界定一頂高程。然後，層1312可以被沉積、進行化學機械平坦化及被圖案化，以界定波導1401及波導1402。根據一個實施例，當開始製造雷射堆疊結構802時，光子結構20可以不存在於任何製造的光子裝置。根據一個實施例，當完成製造雷射堆疊結構802時，光子結構20可以不存在於任何製造的光子裝置。

根據一個實施例，為了磊晶成長一緩衝結構810，一鍺中間層一開始可以磊晶成長在一矽基材。在成長一鍺中間層之後，可以執行該鍺中間層的熱循環退火，例如：在溫度範圍自約750℃至約900℃中的一溫度下約5分鐘。該鍺中間層可以具有厚度，例如：自約50nm至約500nm。根據一個實施例，緩衝結構810的其餘部分可以藉由磊晶成長砷化鎵而形成。在執行III-V磊晶成長以形成緩衝結構810之後，緩衝結構810可以進行一氣化氟化氫（HF）清洗及一熱烤，以移除一自然氧化物層。

雷射堆疊結構802可以包括複數個磊晶成長層。雷射堆疊結構802可以包括緩衝結構810、接點結構812、覆層結構820A、主動區850、覆層結構820B，以及接點結構814。覆層結構820A及覆層結構820B可以磊晶成長，藉此，覆層結構820A及覆層結構820B侷限光線在主動區850內。根據一個實施例，主動區850可以包括複數個薄層，例如：由例如砷化銦（InAs）及／或砷化鎵所形成的在50nm以下的層。根據一個實施例，主動區850可以包括砷化銦及砷化鎵的交替層，以界定一量子點（quantum dot；QD）發射主動區。

緩衝結構810可以使用一多重階段成長及退火製程而成長，其中形成緩衝結構810的層可以磊晶成長，然後退火。可以磊晶成長以形成緩衝結構810的材料包括III-V材料，例如砷化鎵或磷化鎵。在成長III-V材料的一初始層之前，與垂直延伸的中央軸線3703及垂直延伸的中央軸線3706有關連的溝槽的一底表面可以進行進一步的處理，例如：清洗RIE產品的處理及／或磊晶成長一矽薄層的處理，該矽薄層例如：在矽表面上的單晶矽（界定與垂直延伸的中央軸線3703及垂直延伸的中央軸線3706有關連的溝槽的一底部的單晶）。多重磊晶成長及退火階段可以使用於提供緩衝結構810。從本發明的實施例認知當III-V材料磊晶成長在界定溝槽的一底部的一矽表面上時，將會出現晶格失配，而導致缺陷。為了減少缺陷，可以使用退火階段。緩衝結構810提供了一缺陷減少介面，以成長雷射堆疊結構802的其餘層。

緩衝結構810可以由例如有多重磊晶成長及退火循環沉積而成的砷化鎵（GaAs）所形成，隨著執行用於移除缺陷的退火循環以提供一低缺陷密度的緩衝結構810。根據一個實施例，緩衝結構810可以具有厚度，例如：在範圍自約1000nm至約4000nm。

第2J圖係顯示具有磊晶成長的雷射堆疊結構802的額外的層的如第2I圖所示的光子結構20。一雷射堆疊結構802可以包括例如：在由矽所形成的層1302上磊晶成長的緩衝結構810、在緩衝結構810上磊晶成長的接點結構812、在接點結構812上磊晶成長的覆層結構820A、在覆層結構820A上磊晶成長的主動區850、在主動區上磊晶成長的模式選擇結構860、在模式選擇結構860上磊晶成長的覆層結構820B，以及在覆層結構820B上磊晶成長的接點結構814。

雷射堆疊結構802可以包括複數個磊晶成長層。雷射堆疊結構802可以包括緩衝結構810、接點結構812、覆層結構820A、主動區850、模式選擇結構860、覆層結構820B，以及接點結構814。覆層結構820A及覆層結構820B可以磊晶成長，藉此，覆層結構820A及覆層結構820B侷限光線在主動區850內。

根據一個實施例，主動區850可以包括複數個薄層，例如：由例如砷化銦（InAs）及／或砷化鎵所形成的自約3nm至約50nm的層。根據一個實施例，主動區850可以包括砷化銦及砷化鎵的交替層，以界定一量子點（QD）發射雷射主動區。

各種沉積技術可以被運用於磊晶成長結構810、812、820A、850、860、820B及814。

根據一個實施例，磊晶成長結構810、812、820A、850、860、820B及814可以使用金屬有機化學氣相沉積法（metal organic chemical vapor deposition；MOCVD）而磊晶成長。根據一個實施例，該各種結構810、812、820A、850、860、820B及814可以在自約550℃至約750℃的溫度範圍內的一個以上溫度使用金屬有機化學氣相沉積法而磊晶成長。根據一個實施例，磊晶成長結構810、812、820A、850、860、820B及814可以使用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）而磊晶成長。

根據一個實施例，結構810、812、820A、850、860、820B及814可以使用分子束磊晶法（molecular beam epitaxy；MBE）而磊晶成長。根據一個實施例，該各種結構可以在自約500℃至約700℃的溫度範圍內的一個以上溫度而磊晶成長。

根據一個實施例，為了沉積主動區850及其後的結構，用於製造雷射堆疊結構801的結構的製造溫度可以降低。從本發明的實施例認知主動區850可以在較高溫度下藉由後沉積製程而進行效能退化。因此，為了保護主動區850，製造雷射堆疊結構802的條件可以被控制，藉此，相對於製造先前結構（亦即，810、812及820A）的製造溫度，製造主動區850及其後結構（亦即，860、820B及814）的溫度（例如：沉積溫度及／或退火溫度）可以降低。根據一個實施例，用於製造上雷射堆疊結構850、860、820B及814的一熱預算溫度限制可以被設置在至少小於用於製造下雷射堆疊結構810、812及820A的一熱預算溫度限制約N℃。根據一個實施例，N等於10；根據一個實施例，N等於20；根據一個實施例，N等於30；根據一個實施例，N等於40；根據一個實施例，N等於50；根據一個實施例，N等於60；根據一個實施例，N等於70；根據一個實施例，N等於80；根據一個實施例，N等於90；根據一個實施例，N等於100。

舉例而言，為了製造主動區850及其後的結構，用於磊晶成長雷堆疊結構802的結構的沉積溫度可以降低，藉此，結構850、860、820B及814係磊晶成長及退火（適用時），而不會退化主動區850。根據一個實施例，金屬有機化學氣相沉積法可以使用於磊晶成長結構810、812、820A，以及分子束磊晶法可以用於磊晶成長結構850、860、820B及814。

根據一個實施例，用於成長結構850、860、820B及814的該所述的分子束磊晶法的磊晶成長階段可以在溫度低於成長結構810、812及820A的該所述的金屬有機化學氣相沉積法磊晶的成長階段的溫度下執行。根據一個實施例，結構810、812及820A可以在自約550℃至約750℃的一第一溫度範圍內的一個以上溫度使用金屬有機化學氣相沉積法而被製造，以及結構850、860、820B及814可以在一第二溫度範圍下及使用於在該第二溫度範圍中（該熱預算溫度限制）的至少低於使用於在該第一溫度範圍中的一最高溫度約N℃的一最高溫度而使用分子束磊晶法以被磊晶成長，其中N是本說明書上述內容所明確提及的明確值。根據一個實施例，結構810、812及820A可以在自約500℃至約850℃的一第一溫度範圍內的一個以上溫度使用金屬有機化學氣相沉積法而被製造，以及結構850、860、820B及814可以在一第二溫度範圍下及使用於在該第二溫度範圍中（該熱預算溫度限制）的至少低於使用於在該第一溫度範圍中的一最高溫度約N℃的一最高溫度而使用分子束磊晶法以被磊晶成長，其中N是本說明書上述內容所明確提及的明確值。根據一個實施例，結構810、812及820A可以在自約50℃至約950℃的一第一溫度範圍內的一個以上溫度下使用金屬有機化學氣相沉積法以被製造，以及結構850、860、820B及814可以在一第二溫度範圍下及使用於在該第二溫度範圍中（該熱預算溫度限制）的至少低於使用於在該第一溫度範圍中的一最高溫度約N℃的一最高溫度，其中N是本說明書上述內容所明確提及的明確值。根據一個實施例，結構810、812及820A可以在一第一溫度下使用金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長，以及結構850、860、820B及814可以在一第二溫度下使用分子束磊晶法以被磊晶成長，該第二溫度係至少低於該第一溫度約N℃，其中N是本說明書上述內容所明確提及的明確值。

從本發明的實施例認知到主動區850可以藉由在較高溫度下的製程進行效能退化。因此，可以控制雷射堆疊802的製造條件，藉此，主動區850及其後結構的製造溫度可以降低。舉例而言，根據一個實施例，用於磊晶成長（及適用退火）雷射堆疊結構802的溫度可以被降低，以形成主動區850及其後結構，藉此，在主動區850形成之後所磊晶成長的結構860、820B及814在至少低於用於製造主動區850之前的結構的一最高溫度約25℃的溫度下製造。根據一個實施例，該主動區850可以在自約475℃至約525℃的一溫度範圍中磊晶成長，以及該主動區850可以使用金屬有機化學氣相沉積法或分子束磊晶法在自約525℃至約600℃的溫度範圍中的退火溫度以磊晶成長。根據一個實施例，金屬有機化學氣相沉積法可以被使用以形成結構810、812及820A，以及分子束磊晶法可以被使用以磊晶成長結構850、860、820B及814。

溫度預算可以應用於成長雷射堆疊810。一較低的堆疊溫度預算可以應用於製造在主動區850下方的結構，即，結構810、812及820A。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約1000℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過約1000℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約950℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過950℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約850℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過850℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約750℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度不超過750℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約700℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過700℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約650℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過650℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約625℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度不超過625℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約600℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過600℃。根據一個實施例，該較低的堆積熱預算溫度限制可以設置在約580℃，藉此，用於製造主動區850下方的結構（即，結構810、812及820A）的沉積溫度及退火溫度係不超過580℃。

一上堆疊溫度預算可以應用於製造包括主動區850及其上方的結構，即，結構850、860、820B及814。該上堆疊溫度預算可以應用於保護主動區850。根據一個實施例，該上堆積熱預算溫度限制可以設置在約650℃，藉此，用於製造包括主動區850及其上方的結構（即，結構850、860、820B及814）的沉積溫度及退火溫度係不超過650℃。根據一個實施例，該上堆積熱預算溫度限制可以設置在約625℃，藉此，用於製造包括主動區850及其上方的結構（即，結構850、860、820B及814）的沉積溫度及退火溫度係不超過625℃。根據一個實施例，該上堆積熱預算溫度限制可以設置在約600℃，藉此，用於製造包括主動區850及其上方的結構（即，結構850、860、820B及814）的沉積溫度及退火溫度係不超過600℃。根據一個實施例，該上堆積熱預算溫度限制可以設置在約575℃，藉此，用於製造包括主動區850及其上方的結構（即，結構850、860、820B及814）的沉積溫度及退火溫度係不超過575℃。根據一個實施例，該上堆積熱預算溫度限制可以設置在低於該下堆積熱預算溫度限制。

從本發明的實施例認知到用於製造下堆疊結構810、812和820A的製造溫度（例如：用於沉積及／或退火）可以超過用於製造上堆疊結構850、860、820B及814的一熱預算溫度限制。根據一個實施例，雷射堆疊結構820的下堆疊結構810、812及820A可以用最少數量的光子裝置1401及光子裝置1402而被製造，該光子裝置1401及光子裝置1402係為先前在介電堆疊1200內一體成型地形成及製造。根據一個實施例，雷射堆疊結構820的下堆疊結構810、812及820A可以用零數量的光子裝置1401及光子裝置1402製造，該光子裝置1401及該光子裝置1402係為先前在介電堆疊1200內一體成型地形成及製造。舉例而言，根據一個實施例，在製造雷射堆疊結構802之後（例如：部分製造或完全製造），光子裝置1401及光子裝置1402可以被製造。

採用高溫製造製程以製造雷射堆疊結構810（包括下堆疊結構810、812及820A）係可以提供各種優點。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約950℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約900℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約850℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約800℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約750℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一退火製程以被製造，該退火製程使用至少約725℃的一退火溫度以消除缺陷。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約950℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約900℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約850℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約800℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約750℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。根據一個實施例，緩衝結構810可以使用一矽種晶層熱烘烤處理製程，該製程使用至少約725℃的一熱烘烤溫度以移除自然氧化物。

根據一個實施例，表A闡述了雷射堆疊結構802的細節。結構810、812、820A、850、860、820B及814的各個結構可以藉由包括子層的層所提供。 〔表A〕

結構	描述、材料及製程條件
緩衝結構810	緩衝結構810可以藉由一III-V層而提供，該III-V層係設計來調節存在於矽基材及III-V材料之間的逆向區缺陷及晶格失配。緩衝結構810可以成長至將表面缺陷限制在小於1.0E7cm-3 的厚度。根據一個實施例，緩衝結構810可以包括一低溫種晶層，然後是一中間溫度層，然後是一高溫層。該低溫種晶層可以包括，例如：砷化鎵、砷化鋁或磷化鎵；厚度在約3nm至約20nm；沉積溫度在約380℃至約500℃。該中間溫度層可以包括，例如：砷化鎵或磷化鎵；厚度在約200nm至約500nm；沉積溫度在約500℃至約600℃。該高溫層可以包括，例如：砷化鎵或磷化銦鎵；厚度在約2500nm至約3000nm；沉積溫度在約600℃至約700℃，加上使用溫度在約500℃至約750℃範圍中的溫度循環。緩衝結構810可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
接點結構812	接點結構812可以是用於歐姆接觸構造的一高摻雜層。 接點結構812可以是由砷化鎵摻雜矽所形成，以形成n型接點層。 接點結構812可以具有約300nm至500nm的厚度。沉積溫度可以在約550℃至約700℃的範圍中。接點結構812可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
覆層結構820A	覆層結構820A可以具有比該主動區更低的一折射率，以及因此可以促進光線侷限在該主動區內。另外，這層分隔該雷射光及該接點層。整體而言，這層有助於將光損耗保持至最小，並有助於注入電子至該主動區850。覆層結構820A可以是輕微地摻雜n型。材料可以包括，例如：砷化鎵鋁、磷化銦鎵或砷化鎵鋁／磷化銦鎵；厚度可以在約1000nm至1500nm。沉積溫度可以在約550℃至約700℃。覆層結構820A可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
主動區850	主動區850可以設計以產生波長在約1310nm至約1550nm的光。根據一個實施例，主動區850可以包括3至7個重複的嵌入式量子點（QDs），材料例如：由砷化鎵阻擋層／隔離層所分隔的砷化銦量子點。根據一個實施例，主動區850可以包括3至7個重複的嵌入式量子井（QWs），材料例如：由砷化鎵阻擋層／隔離層所分隔的砷化鎵銦。根據一個實施例，該主動區850係藉由DWELL結構所提供，且可以包括以下N個重複層： （1）一量子井阻擋層，包含例如砷化鎵銦；厚度約3nm；沉積溫度在約500℃至約650℃； （2）發光量子點（QDs） 砷化銦；厚度約3.0nm；沉積溫度在約480℃至約550℃； （3）一量子井層 例如：砷化鎵銦；厚度約7nm；沉積溫度在約500℃至約650℃； （4）一隔離層／阻擋層；材料 砷化鎵；厚度在30nm至50nm；沉積溫度在約500℃至約650℃。可以在各個層沉積之後使用自約550℃至約650℃的一退火溫度的一退火循環。主動區850可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
模式選擇結構860	模式選擇結構860可以侷限光在該主動區內，以及界定一分散式回饋（DFB）或分散式布拉格反射器（DBR）光柵。該分散式回饋（DFB）或分散式布拉格反射器（DBR）光柵可以支撐在一所需波長的光的振盪。所有其他潛在的雷射作用模式可以被抑制。模式選擇結構860可以包括一例如砷化鎵的未摻雜層；厚度可以在約50nm至約100nm，通過光柵後將被蝕刻；沉積溫度可以在約550℃至約700℃。 模式選擇結構860可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
覆層結構820B	覆層結構820B可以具有比該主動區更低的折射率的特徵，以及因此可以促進光線侷限在該主動區內。另外，藉由覆層結構820B所界定的該層係分隔該雷射光及該接點層。整體而言，這層有助於將光損耗保持至最小，並有助於導引孔至該主動區。覆層結構820A可以是輕微地摻雜n型。材料可以包括，例如：砷化鎵鋁、磷化銦鎵或砷化鎵鋁／磷化銦鎵；厚度可以在約1000nm至1500nm；溫度可以在約550℃至約700℃。覆層結構820B可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。
接點結構814	接點結構814可以是用於歐姆接觸構造的一高P型摻雜層。該載體可以包括例如：鋅或碳。材料可以包括例如：摻雜砷化鎵；厚度可以在約300nm至500nm；沉積溫度可以在約550℃至約700℃。接點結構814可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。

除了在表A中所明確說明的結構，一雷射堆疊結構802可以包括在覆層結構820A及主動區850之間的一隔離層結構，該隔離層結構可以作用以侷限光在主動區850內。此隔離層結構可以包括例如砷化鎵的一未摻雜層，具有約50nm至100nm的厚度。沉積溫度可以在約550℃至約700℃。模式選擇結構860可以使用分子束磊晶法及／或金屬有機化學氣相沉積法以被磊晶成長。

根據一個實施例，主動區850可以包括發光量子點（QDs），例如：藉由砷化銦所形成的層而界定的發光量子點。根據另一個實施例，主動區850可以包括藉由磷化砷鎵銦（InGaAsP）所形成的層所界定的發光量子井（QWs）。無論主動區850包括量子點或量子井，主動區850可以作用以提升量子侷限。在使用量子點提供量子侷限的情況下，電子可以容易地在零維中移動。因此，量子點可以被稱為提供三維量子化。在使用量子井提供量子侷限的情況下，電子可以容易地在二維中移動。因此，量子井可以被稱為提供一維量子化。

在表B中闡述了用於製造雷射堆疊結構802的沉積及量子化技術的總結。 〔表B〕

實施例	描述
實施例1	主動區850包括使用分子束磊晶法（MBE）而磊晶成長的量子點及雷射堆疊結構802的所有結構810、812、820A、850、860、820B及814。
實施例2	主動區850包括使用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）而磊晶成長的量子點及雷射堆疊結構802的所有結構810、812、820A、850、860、820B及814。
實施例3	主動區850包括量子點。雷射堆疊結構802的結構810、812、820A、850、860、820B及814的一個以上結構係使用分子束磊晶法（MBE）以磊晶成長，以及雷射堆疊結構802的結構810、812、820A、850、820B及814的一個以上結構係使用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）而磊晶成長。
實施例4	主動區850包括使用分子束磊晶法（MBE）而磊晶成長的量子井及雷射堆疊結構802的所有結構810、812、820A、850、860、820B及814。
實施例5	主動區850包括使用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）而磊晶成長的量子井及雷射堆疊結構802的所有結構810、812、820A、850、860、820B及814。
實施例6	主動區850包括量子井。雷射堆疊結構802的結構810、812、820A、850、860、820B及814的一個以上結構係使用分子束磊晶法（MBE）而磊晶成長，以及雷射堆疊結構802的結構810、812、820A、850、860、820B及814的一個以上結構係使用金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）而磊晶成長。

隨著電能的輸入，電子可以被注入到雷射堆疊結構802。各個雷射光源800的雷射堆疊結構802可以經配置而促進在主動區850中所形成的高密度電子於通過該雷射堆疊結構802的電子流動。在通過本發明所闡述製造的接點在底接點結構812及／或頂接點結構814以適當的電能輸入係可以促進電子的流動。隨著電子佔據一雷射堆疊結構802的主動區850，可以發射光。

如本發明所闡述，電壓可以藉由有關連的接點跨接各個雷射堆疊結構802的接點結構812及接點結構814而被施加。此施加電壓導致電子流動通過一雷射堆疊結構802的結構810、812、820A、850、860、820B及814。各個主動區850可以包括一傳導帶及一價能帶。在接點結構812及接點結構814之間施加一電壓可以確保大量的電子停駐在主動區850的傳導帶中，以及可以確保大量的電洞停駐在主動區850的價能帶中，因此，以提供適合於藉由主動區850光發射的條件。隨著電能的輸入，電子可以被注入到雷射堆疊結構802，藉此，各個雷射光源800的雷射堆疊結構802可以經配置以促進在主動區850中所形成的高密度電子於通過該雷射堆疊結構802的電子流動。如本發明所述，在經由接點所作的底接點結構812及／或頂接點結構814處以適當的電能輸入可以促進電子的流動。隨著電子佔據一雷射堆疊結構802的主動區514，該主動區可以發射光。

雷射堆疊結構802的覆層結構820A及覆層結構820B可以經配置以輔助將光侷限在主動區850內，以及可以抑制光分別地與接點結構812及接點結構814相互作用。為了將光侷限在主動區850內，各個雷射堆疊結構802可以包括在主動區850內的一最高折射率，以及可以包括在雷射堆疊結構802內自主動區850所增加的間隔距離處的減少的折射率。

第2K圖係顯示在製造以界定接點C11、接點C12以及金屬化層622之後的製造的一中介階段如第2J圖所示的光子結構20。請參照第2K圖，額外的介電材料可以沉積在界定在高程2610處的平坦表面，以及之後可以進行化學機械平坦化以在高程2608處界定一平坦水平延伸平坦的表面。接點溝槽可以形成以分別地具有中央軸線2711及中央軸線2712，該接點溝槽可以填充導電性材料，以及之後該結構可以進行化學機械平坦化以在高程2608處界定水平延伸平坦的表面。其後，額外的介電材料可以沉積及之後進行化學機械平坦化以界定在高程2606處的一水平地延伸平坦的表面。然後，金屬化構造溝槽可以被蝕刻以分別地具有中央軸線2721及中央軸線2722。該金屬化構造溝槽可以填充導電性材料，以及之後進行化學機械平坦化以界定在高程2606處的一水平延伸平坦的表面。藉由參考第2L圖所進一步描述的層4004所提供的額外的介電材料可以被沉積，以及之後進行化學機械平坦化以在高程2600處界定一水平延伸平坦的表面。

在第2L圖中，係展示了構建如參考第2F至2K圖所描述的光子結構20，該光子結構20對準於構建如參考第2A至2E圖的製造階段視圖所描述的光子結構10。請參看第2L圖及第2M圖，係描述一氧化物接合熱製程。低溫氧化物熔融接合可以被運用。低溫氧化物熔融接合可以在較低的溫度下被執行，例如：300℃或更低。如第2L圖及第2M圖所示，為了執行低溫氧化物熔融接合，由二氧化矽所形成的介電層可以被沉積。由二氧化矽所形成的介電層4002可以沉積在光子結構10的光子介電堆疊200上。由二氧化矽所形成的介電層4004可以沉積在光子結構20的光子介電堆疊1200上。在沉積層4002及層4004之前，他們各自的下表面可以被拋光，例如：為了提升凡得瓦力，使用化學機械平坦化以界定原子平滑表面以促進接觸的品質。層4002及層4004的表面在沉積及平滑之後可以被處理以界定適當的表面化學，以在一原子層級下提升兩層之間的接合。

第2L圖及2M圖係顯示在光子結構10及光子結構20之間的接合。在光子結構20至光子結構10的接合上係使用參考第2L圖及2M圖所闡述的低溫氧化物熔融接合，該各自的光子結構可以熔融接合在一起及可以界定在光子結構10的光子介電堆疊200及光子結構20的光子介電堆疊1200之間的一接合層4006。如第2L圖及第2M圖所示，光子結構20至光子結構10的接合可以藉由一退火製程而完成，該退火製程用於退火該層4002及層4004，以形成接合層4006（第2M圖），根據一個實施例，該接合層4006可以被視為一接合介電層，以及根據一個實施例，該接合層4006可以藉由低溫氧化物熔融接合介電層而被提供。根據一個實施例，光子結構10的基材100可以藉由一第一矽絕緣體晶圓的一基材而被提供，以及光子結構20的基材1100可以藉由一第二矽絕緣體晶圓的一基材而被提供。

在第2L圖及第2M圖中所述的熔融接合可以在一晶圓規模上執行，其中光子結構10及光子結構20的各個在晶圓切割之前以晶圓規模結構形式而描述一晶圓規模結構。根據一個實施例，藉由光子結構10及光子結構20所分別地界定的各個晶圓結構可以藉由一300mm晶圓結構而被提供。如在第2L圖及第2M圖中所述的一晶圓接合器，例如：300mm晶圓接合器，可以使用於完成光子結構20至光子結構10的接合。

如第2L圖及第2M圖所述的晶圓規模接合可以在光子結構10的基材100及光子結構20的基材1100的厚度保留其整體厚度下而被執行，例如：具有約775微米的厚度。因此，如第2L圖及第2M圖所述的晶圓規模接合可以在晶圓破裂的低風險下而被執行，以及在不使用操作晶圓下而被完成。第2N至2Q圖進一步敘述如在第2L圖及第2M圖中所敘述的光子結構20至光子結構10的晶圓規模接合之後的被執行的加工階段。根據一個實施例，，本發明的晶圓規模接合可意指在切割前的階段的具有晶圓規模的第一晶圓規模結構及第二晶圓規模結構的接合。

隨著光子結構20接合至光子結構10，光子結構20的基材1100可以被移除。基材1100（第2L圖）的大部分的原始厚度可以使用在一預定距離處停止的一研磨製程而被移除，例如：自光子結構20的光子介電堆疊1200的一頂高程約10微米。由矽所形成的基材1100的其餘的一相對薄的厚度部分（例如：10微米）可以被移除，例如：透過反應離子蝕刻（RIE）。該反應離子蝕刻可以對矽有選擇性（其中基材1100由矽所形成），藉此，基材1100的矽材料可以被移除，而無需移除光子結構20的光子介電堆疊1200的介電材料。

第2N圖係顯示在進一步製造加工後以界定通孔VX1、VX2及VX3以及接點C13及C14的如第2M圖所述的光電系統1000。通孔及接點通常可以藉由以下方式而被製造：蝕刻一溝槽以容納導電性材料及用導電性材料填充該溝槽，以界定導電性材料構造，例如：一穿孔或一接點，以及之後使用化學機械平坦化以進行平坦化。用於形成通孔VX1的一溝槽可以具有垂直延伸的一中央軸線7301，用於形成接點C13的一溝槽可以具有垂直延伸的一中央軸線7205，用於形成通孔VX2的一溝槽可以具有垂直延伸的一中央軸線7302，用於形成接點C14的一溝槽可以具有垂直延伸的一中央軸線7202，以及用於形成通孔VX3的一溝槽可以具有垂直延伸的一中央軸線7303。從本發明的實施例認知到合適的遮罩配位方案可以應用在以一選擇的順序製造該溝槽及沉積導電性材料。通孔VX3可以完全地延伸通過藉由一氧化物熔融接合層所提供的接合層4006。可以由導電性金屬所形成的通孔VX3可以自光子結構20的金屬化層642延伸，以及在光子結構10的金屬化層612處終止在光子結構10上。第2N圖進一步敘述金屬化構造M12及金屬化構造M22的製造。

金屬化構造M12可以藉由金屬化層632而被界定，以及金屬化構造M22可以藉由金屬化層642而被界定。通孔VX3可以自光子結構10的金屬化構造M2通過接合層4006而延伸至光子結構20的金屬化構造M13。在第2N圖所述的製造階段中，絕緣層1202（第2M圖）可以被移除，例如：藉由對氧化物有選擇性的反應離子蝕刻，以及層1302可以被移除，例如：使用對矽有選擇性的反應離子蝕刻。層1202可以是使用於製造光子結構20的一矽絕緣體晶圓的絕緣層，以及層1302可以是使用於製造光子結構20的一矽絕緣體晶圓的矽層。

自第2N圖的製造階段視圖所見，在位置A處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810可以被移除，藉此，用於在位置A處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810係為一犧牲的緩衝結構。用於在位置B處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810可以不被移除。然而，在位置B處的緩衝結構810可以進行溝槽形成以界定具有中央軸線7202的一溝槽，其中導電性材料可以沉積以形成接點C14，該接點C14可完全地延伸通過如第2N圖所述的緩衝結構810的一其餘部分的高程。接點C3可以接觸在位置B處的雷射堆疊結構802的接點結構812。接點C14可以接觸在位置A處的雷射堆疊結構802的接點結構812。

從本發明的實施例認知到藉由移除一雷射堆疊結構802的緩衝結構810，用於接觸接點結構812的一接點的高度可以被降低，從而降低電子傳導的一所需距離，以增加一雷射光源的速度。再者，從本發明的實施例認知到一較短的接點可以降低製造費用及可以生產具有相對於一延長更多的接點較低的電阻的較厚的導體，例如：相對於接點C13的接點C14。請參看第2N圖，相對於在位置A處的雷射光源800，在位置A處的雷射光源800可以具有一較短的雷射堆疊結構802，以及可以包括相對於底接點C14的一較短的底接點C13，因此，可以藉由移除緩衝結構810而在更高的生產率、更低的電阻及更快的速度下製造。

第2O圖的製造階段視圖表係敘述另一製造加工，其中光子介電堆疊1200的一整個高程可以實質地被降低以移除在位置A處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810，以及也可以移除在位置B處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810。光子介電堆疊1200的一高程可以使用多種製程而被降低，包括研磨、對氧化物有選擇性的反應離子蝕刻、對矽有選擇性的反應離子蝕刻以及對緩衝結構810的材料有選擇性的反應離子蝕刻。

第2P圖係顯示該製造階段視圖，其中與在位置A處的該雷射堆疊結構802的緩衝結構810及在位置B處的該雷射堆疊結構802的各個有關連的緩衝結構810係被移除。與在位置B處的雷射堆疊結構802的接點結構812有關連接觸的該底接點C14係以延長的形展示，然而，也可以降低高度以被製造出，例如：與在位置A處的雷射堆疊結構802有關連的接點C13具有相同的高度。

第2Q圖係顯示一製造階段視圖，顯示如第2N圖所述的光電系統1000，在製造加工之後以增加光子介電堆疊1200的高度，藉此，光子介電堆疊1200的一頂高程係在金屬化層642的一頂高程之上。如第2Q圖所述的在階段中的製造加工，光電系統1000可以進行進一步的製造加工以界定終端6002。光子結構10可以包括形成在金屬化層612上的一個以上終端6002。終端6002可以包括例如：一個以上（a）通向金屬化層642的光子介電堆疊1200中所形成的開口；（b）在金屬化層642上所形成的墊及至該墊的開口；（c）在金屬化層642上所形成的凸塊下金屬化層（UBM），以及在光子介電堆疊1200至該凸塊下金屬化中所形成的開口；（d）在金屬化層642上所形成的一凸塊下金屬化及在自光子電堆疊1200向外地凸伸出的該凸塊下金屬化所形成的一焊錫凸塊。

如第2Q圖所述的以晶圓規模形式的光電系統1000可以進行切割，例如：在終端6002（第1圖）的製造之後，以界定複數個積體電路晶片。請參看第2Q圖，垂直延伸的平面1802及垂直延伸的平面1804敘述在切割完成時界定一光子積體電路晶片的橫向側的切割線。在一晶圓規模結構經切割以產生一積體電路晶片時，界定該積體電路晶片的一頂側的光子結構10及界定具有終端6002的該積體電路晶片的一底側的光子結構20在X方向中可以具有相同的寬度，如第2Q圖所述，以及在Y方向中也可以具有相同的長度。藉由切割所生產的積體電路晶片可以在垂直延伸的平面1802處具有一橫向側及在垂直延伸的平面1804處具有一第二橫向側。垂直延伸的平面1802通常可以界定一生產的晶片的光子結構10部及一生產的晶片的一光子結構20部的一第一橫向側。垂直延伸的平面1804通常可以界定一生產的晶片的一光子結構10部及一生產的晶片的一光子結構20部的一橫向側。在藉由沿著垂直延伸的平面1802及垂直延伸的平面1804切割所生產最終得到的積體電路晶片中，一生產的晶片的一最終得到的光子結構10及光子結構20可以在X方向中具有相同的寬度，如第2Q圖所述。

第3圖係敘述經配置為一載板的光電系統1000。如第3圖所述的一載板其特徵在於包括重分佈層R1，該重分佈層R1可以界定水平延伸的重分佈接線，該接線散佈成扇形，以用於由垂直延伸的通孔（例如，通孔VX1及通孔VX3）所界定的重分佈接點。第3圖所示的該載板可以包括與光子結構20晶圓規模接合的光子結構10，以及也可以包括與光子結構10晶圓規模接合的載板底層結構5。第4A至4G圖係為顯示用於製造第3圖所示的載板的製造階段的製造階段視圖。如第3圖所示的光子系統1000的光子結構20可以包括在金屬化層612上所形成的一個以上終端6002。終端6002可以包括，例如：一個以上（a）通向金屬化層612的光子介電堆疊200中所形成的開口；（b）在金屬化層612上所形成的墊及至該墊的開口；（c）在金屬化層612上所形成的凸塊下金屬化層（UBM），以及在光子介電堆疊200至該凸塊下金屬化中所形成的開口；（d）在金屬化層612上所形成的一凸塊下金屬化及在自光子電堆疊200向外地凸伸出的該凸塊下金屬化上所形成的一焊錫凸塊。重分佈層R1可以在較細微間距的接線層及較粗間距的終端之間提供電性連通，該細微間距的接線層是藉由光子結構10及光子結構20的金屬化層及穿孔層所界定的接線層，該較粗間距的終端，例如：可藉由一載板底層結構的終端6002所提供。

第4A圖係顯示一載板底層結構的製造，該載板底層結構可以包括基材2100及一載板底層光子介電堆疊2200。基材2100可以支撐穿孔V11。在一個實施例中，基材2100可以藉由一塊材矽晶圓而被提供。為了形成垂直延伸的穿孔V11，基材2100可以進行蝕刻，例如：反應離子蝕刻及該最終得到的溝槽可以被填充導電性材料。第4A圖的結構可以被圖案化以包括多重的介電層，例如：界定光子介電堆疊2200的所示的介電層。在載板底層光子介電堆疊2200內，可以圖案化多重的金屬化層及／或穿孔層，例如：界定穿孔V11的穿孔層1712，以及界定金屬化構造M11的金屬化層1602。藉由穿孔層1702所界定的垂直延伸的通孔V11可以被製造以延伸在載板底層的光子介電堆疊2200的高程內，以在重分佈層R1及載板底層結構5的一金屬化層之間提供電性連接。

在一些實施例中，界定載板底層的光子介電堆疊2200的不同的介電層的材料可以被區分出。舉例而言，一些介電層可以被選擇以最佳化以當作一硬質遮罩的功能用，以及一些介電層可以被選擇以抑制導電性材料遷移。隨著製造光子介電堆疊2200，由二氧化矽所形成的介電層4012可以沉積在如第4A圖所述的載板底層光子介電堆疊2200上。

第4B圖及第4C圖敘述一氧化物接合熱製程。在第4B圖中，係顯示根據參考第2A圖至2E圖的製造階段視圖所闡述的製造階段而所製造的光子結構10，該所製造的光子結構10係對準於如參考第4A圖所描述而構建的該載板底層結構。請參看第4B圖及第4C圖，係描述一氧化物接合熱製程。低溫氧化物熔融接合可以被運用。低溫氧化物熔融接合可以在一較低溫度下執行，例如：300℃或更低。如第4B圖所示，為了執行低溫氧化物熔融接合，由二氧化矽所形成的介電層可以被沉積。由二氧化矽所形成的介電層4012可以沉積在載板底層結構5的載板底層光子介電堆疊2200上，以及由二氧化矽所形成的介電層4014可以沉積在光子結構10的光子介電堆疊200上。在沉積介電層4012及介電層4014之前，介電層4012及介電層4014各自的下表面可以被拋光，例如：為了提升凡得瓦力的活化，使用化學機械平坦化以界定原子平滑的表面，以促進接觸的品質。

介電層4012及介電層4014的表面在沉積及平滑之後可以被處理以界定適當的表面化學，以在一原子層級下提升兩層之間的接合。第4B圖及第4C圖係顯示在如第4A圖所述的載板底層結構5及根據第2A圖至2E圖的製造階段視圖所製造的該光子結構10之間的接合。在使用如本發明所闡述的低溫氧化物熔融接合的結構的接合，該各自的結構，即載板底層結構5及光子結構10，可以熔融接合在一起，以及可以界定如第4C圖所述的在載板底層光子介電堆疊2200及光子結構10的光子介電堆疊200之間的一接合層4016。使用介電層4012及介電層4014的載板底層結構5及光子結構10的接合可以藉由一退火製程而完成，以對層4012及層4014退火而形成接合層4016，根據一個實施例，接合層4016可以被視為一接合介電層，以及根據一個實施例，接合層4016可以藉由一低溫氧化物熔融接合介電層而被提供。

根據一個實施例，如第4A圖所述的製造的載板底層結構5的基材2100可以藉由一塊材矽晶圓的一基材而被提供，以及光子結構10的基材100（第4B圖）可以藉由一矽絕緣體晶圓的一基材而被提供，以及在一個實施例中，各個晶圓可以藉由一300mm的晶圓而被提供。如第4B圖至第4C圖所述，一晶圓接合器，例如：一300mm晶圓接合器，可以被使用以完成載板底層結構5至光子結構10的接合。如第4B圖至第4C圖所述的接合可以藉由晶圓規模接合而被提供，其中在接合執行時，載板底層結構5及光子結構10的各個係為晶圓規模（亦即，在切割之前）。如關於第4B圖及第4C圖所述的接合可以在利用載板底層結構5的基材2100（藉由一塊材晶圓而被提供）及藉由一矽絕緣體晶圓基材而提供的基材100（第4B圖）兩者保留其完整的厚度下以被執行，例如：根據一個實施例，各個具有約75微米的厚度。因此，參考第4B圖及第4C圖所闡述的晶圓規模接合可以在晶圓破裂的低風險下而被執行，以及在不使用操作晶圓下而被完成。除了敘述載板底層結構5及光子結構10接合在一起，第4C圖係顯示在載板底層結構5及光子結構10之間的晶圓規模接合之後所執行的某些製造階段，其中光子結構10係接合於載板底層結構5。

請參看第4C圖，第4C圖敘述用於製造通孔VX1及通孔VX2的製造階段加工。在完成光子結構10至載板底層結構5的接合，光子結構10的基材100可以被移除。為了移除基材100，可以使用各種製程。舉例而言，基材100的大部分的原始厚度可以使用在一預定距離處停止的一研磨製程而被清除，例如：自光子結構10的光子介電堆疊1200的一頂高程約10微米。由矽所形成的基材100的其餘的一相對薄的厚度部分（例如：10微米）可以被移除，例如：透過反應離子蝕刻（RIE）。該反應離子蝕刻對矽有選擇性（其中基材100由矽所形成），藉此，基材100的矽材料可以被移除，而無需移除光子介電堆疊200的光子裝置10的介電材料。

相對於第4B圖，第4C圖敘述在移除基材100之後以及進一步製造加工之後以增加光子介電堆疊200的一高程的一製造階段中的光子結構10。請參看第4C圖，隨著基材100的移除，光子結構10的一高程可以被降低至高程2702，以顯露界定光子介電堆疊200的層2002的一表面。光子介電堆疊200的層2002可以是使用於製造光子結構10的一原始矽絕緣體晶圓的絕緣層。

使用高溫預算缺陷消除處理而預製造的層2002可以是高品質的，例如，就缺陷密度而言。在移除基材100以顯露在高程2702處的層2002，層2302可以被沉積。層2302可以是一氮化物層，例如：氮化矽。層2302可以被圖案化，例如：使用關於第2A圖至第2E圖所述的製造加工以界定波導2401。

就產出量、訊號雜訊及散射降低而言，波導2401藉由其位置相鄰地沉積在層2002上而可以被製造成高品質的。隨著層2302沉積在低缺陷密度的層2002，經圖案化的波導2401可以被製造成高品質的，例如：就產出量、訊號雜訊及散射降低而言。

在波導2401的圖案化上，一額外的一個以上介電材料層可以沉積在波導2401之上及界定在高程2702處的層202的表面上，以及之後該沉積的一個以上額外的介電層可以進行化學機械平坦化，以界定在高程2704處的水平延伸平坦的表面。

隨著光子介電堆疊200延伸至高程2704，用於形成通孔VX1及通孔VX2的溝槽可以形成。可以選擇一遮罩及微影處理方式，藉此，該溝槽構造可以根據一特定順序而被執行。請參看第4C圖，具有垂直延伸的中央軸線1742的溝槽可以被蝕刻以形成通孔VX1及具有垂直延伸的中央軸線1741的一溝槽可以被蝕刻以形成通孔VX2。隨著該溝槽形成，該溝槽可以填充導電性材料，例如導電性金屬，藉此，導電性金屬溢流出該溝槽，以及其後該導電性金屬可以使用化學機械平坦化而被平坦化，以使該結構的頂表面返回至高程2704。通孔VX1可以自藉由載板底層結構5的金屬化層1602所界定的金屬化構造M11而延伸至藉由金屬化層601所界定的金屬化層M21。由導電性金屬所形成的通孔VXA可以完全地延伸通過熔融接合層4016。通孔VXB可以自藉由金屬化層612所界定的金屬化構造M2而延伸至藉由金屬化層601所界定的金屬化構造M21。通孔VXA及通孔VXB的各個可以完全地延伸通過層302的高程，層302係為使用於製造光子結構10的一原始矽絕緣體晶圓的矽層。一額外的介電層可以沉積，以及之後進行化學機械平坦化以在高程2706處界定一平坦水平延伸平坦的表面。

第4D圖係敘述根據第2F圖至第2K圖的製造階段視圖所製造的光子結構20，該光子結構20係對準於根據第2A圖至第2E圖的製造階段視圖所製造的已接合的光子結構10，其中光子結構10已經接合於如第4A圖所闡述的製造的載板底層結構5。請參看第4C圖至第4D圖，係描述一氧化物接合熱製程。低溫氧化物熔融接合可以被運用。低溫氧化物熔融接合可以在一較低溫度下執行，例如：300℃或更低。如第4D圖所示，為了執行低溫氧化物熔融接合，由二氧化矽所形成的介電層可以被沉積。由二氧化矽所形成的介電層4022可以沉積在光子結構10的光子介電堆疊200上，以及由二氧化矽所形成的介電層4024可以沉積在光子結構20的光子介電堆疊1200上。在沉積層4022及層4024之前，層4022及層4024各自的下表面可以被拋光，例如：為了提升凡得瓦力的活化，使用化學機械平坦化以界定平滑的表面，以促進接觸的品質。層4022及層4024的表面在沉積及平滑之後可以被處理以界定適當的表面化學，以在一原子層級下提升兩層之間的接合。

請參看第4D圖及第4E圖，第4D圖及第4E圖係顯示在光子結構10及光子結構20之間的晶圓規模接合。如第4D圖及第4E圖所闡述，在使用低溫氧化物熔融接合以接合結構時，該各自的結構可以熔融接合在一起，以及可以在光子結構10及光子結構20之間界定一接合層4026（第4E圖），該接合層4026將光子結構20接合至光子結構10。使用介電層4022及介電層4024的光子結構10及光子結構20的接合可以使用一退火製程而完成，以退火層4022及層4024以形成接合層4026，根據一個實施例，該接合層4026可以被視為一接合介電層，以及根據一個實施例，該接合層4026可以藉由一低溫氧化物熔融接合介電層以被提供。根據一個實施例，其上接合有光子結構10的載板底層結構5的基材2100可以被接合及藉由一塊材矽晶圓的一基材以被提供，及光子結構20的基材1100可以藉由一矽絕緣體晶圓的一基材以被提供，以及在一個實施例中，第4D圖及第4E圖所述的在晶圓接合中的各個晶圓結構可以藉由一300mm晶圓結構以被提供。一晶圓接合器，例如：300mm晶圓接合器，可以被使用於完成接合光子結構20至光子結構10，該光子結構10在所述的實施例中已經先接合至載板底層結構5。

第4E圖敘述在完成晶片規模熔融接合以將光子結構20接合到光子結構10之後，以及在進一步製造加工以製造諸如藉由金屬化層642所界定的金屬化結構M13、藉由金屬化層652所界定的金屬化構造M14所界定的穿孔V21之後的如第4D圖所述的製造階段圖的光電系統1000。在完成光子結構20及光子結構10之間的接合，光子結構20可以具有如第4D圖所述的形式。其後的加工可以包括移除基材1100的加工，介電層1202其可以是界定一原始的矽絕緣體晶圓的一絕緣層的介電層。根據本發明所闡述的製程，可以是一原始的矽絕緣體晶圓的矽層的層1302係為一額外的材料，例如界定一個以上緩衝結構810的材料。金屬化構造M13、穿孔V21及金屬化構造M14可以使用本發明所述的製造製程以被製造，例如：關於金屬化層M1及金屬化層M2以及關於第2E圖所闡述的穿孔V1的製造。在完成金屬化構造M14的製造，例如：使用化學機械平坦化，藉此，光子結構20的一頂高程延伸於與金屬化構造M14的一頂表面所共平面的水平延伸平坦的表面。一額外的介電層可以被沉積，及之後進行化學機械平坦化以界定在高程2802處的一水平延伸平坦的表面。隨著光子介電堆疊1200延伸至高程2802，例如：具有中央軸線1761、1762及1763的各種溝槽可以被蝕刻以暴露金屬化構造M14。如第4E圖所述，隨著金屬化構造M14暴露，製造加工可以繼續進行至在第4F圖所述的階段。

請參看第4F圖，第4F圖敘述如第4E圖所述的光電系統1000，該光電系統1000進一步加工以包括層3102的沉積及操作晶圓3100的應用。隨著操作晶圓3100附著於光子結構10，光電系統1000可以進行進一步的製造加工。亦即，關於載板底層結構5的製造加工。請參看第4F圖，載板底層結構5的基材2100的材料可以被移除以顯露一部分的垂直延伸的穿孔V11。第4F圖所述的顯露之前，垂直延伸的穿孔V11係終止在基材2100內。基材2100的材料的移除可以被執行，例如：藉由研磨至在一指定的最終高程之上的一預定的高程及之後使用可以對基材2100的材料有選擇性的反應離子蝕刻以執行進一步移除的方式，藉此，基材2100的材料在不移除導電性材料（例如：界定穿孔V11的導電性金屬）下而被選擇性地移除。

第4G圖敘述在額外的製造加工以界定各種載板底層結構特徵之後的在第4F圖所示的光電系統1000。請參看第4G圖，第4G圖係顯示在進一步製造加工以製造一導電性載板底層重分佈層R1之後的如第4F圖所示的光電系統1000。可以界定水平延伸的重分佈接線的重分佈層R1可以被提供以成扇形散佈藉由垂直延伸的穿孔V11所界定的接點，該穿孔V11可以電性連接於通孔VXA及通孔VX3。重分佈層R1可以使用一鑲嵌製程而被製造，例如：藉由蝕刻可以沉積至光子介電堆疊的光子介電堆疊2210的介電材料，該光子介電堆疊可以沉積至基材2100。光子介電堆疊2210可以使用對光子介電堆疊2210的材料有選擇性的反應離子蝕刻以被蝕刻，以選擇性地移除光子介電堆疊2210的材料，以及之後用界定重分佈層R1的一導電性材料以填充一界定的溝槽。

為了製造如第3圖所示的作為載板的一光電結構，一載板底層結構5相對於光子結構10及光子結構20而可以分開地被製造。該載板底層結構5可以使用具有一基材2100（第4A圖）的一底層晶圓以被製造，光子結構10可以使用具有一第一基材100的一第一晶圓以被製造，以及光子結構20可以使用具有一第二基材2100的一第二晶圓以被製造。在分開製造一載板底層結構5（第4A圖）及光子結構10之後，載板底層結構5及光子結構10可以使用一低溫氧化物熔融接合製程而被接合在一起。在執行一低溫氧化物熔融接合製程，一接合層4016可以被界定在一載板底層結構5及一光子結構5之間，以及在一個實施例中，詳細而言，該接合層4016可以被界定在一載板底層光子介電堆疊2200及一光子介電堆疊200之間。隨著具有晶圓規模熔融接合於光子結構10的載板底層結構5的結構，光子結構20可以熔融接合於具有晶圓規模熔融接合於光子結構10的底層結構5的結構。在執行一低溫氧化物熔融接合製程，一接合層4026可以被界定在光子結構10及光子結構20之間，以及在一個實施例中，詳細而言，該接合層4026可以被界定在光子介電堆疊200及光子介電堆疊1200之間。

在進一步製造加工之後如第3圖所示的界定一載板的最終得到的光電系統可以有背側至前側電性連接的特色，例如：如藉由延伸通過底層載板基材2100的通孔V11所提供，該通孔V11係關連於延伸通過光子結構的光子介電堆疊200的各自的通孔VXA，該通孔VXA可以關連於延伸通過光子結構20的光子介電堆疊1200的通孔VX3。

如第3圖所示，界定一載板的光電系統1000可以連接至一下結構，例如：藉由該載板的終端6002所界定的錫焊凸塊連接至下結構的凸塊下金屬化構造的方式（未顯示）。第3圖的光電系統所可以附著的該下結構可以，例如：藉由一印刷電路板以被提供，或者，可以，例如：藉由一球柵陣列或一載板以被提供。

第4G圖所述的以晶圓規模形式的光電系統1000可以進行切割，例如：在終端6002的製造之後（第3圖）以界定複數個載板。請參看第4G圖，垂直延伸的平面1902及垂直延伸的平面1904敘述在切割完成時界定一載板的橫向側的切割線。在一晶圓規模結構被切割以產生複數個載板的一載板，界定該載板及光子結構10的一頂側的光子結構20以及具有終端6002的載板底層結構5可以在X方向中具有相同的寬度，如第4G圖所述，以及在Y方向中也可具有相同的長度。藉由切割所生產的載板可以在垂直延伸的平面1902處具有一橫向側及在垂直延伸的平面1904處具有一第二橫向側。垂直延伸的平面1902通常可以界定一生產的載板的光子結構20部及一生產的載板的一光子結構10部的一第一橫向側及一生產的載板的一載板底層結構5部。垂直延伸的平面1904通常可以界定一生產的載板的光子結構20部及一生產的載板的一光子結構10部的一第一橫向側及一生產的載板的一載板底層結構5部。在藉由沿著垂直延伸的平面1902及垂直延伸的平面1904切割所生產最終得到的載板中，一生產的晶片的一最終得到的光子結構10及光子結構20在第4G圖所述的X方向中具有相同的寬度。

請參看第1圖及第3圖，在本發明所闡述的一個方面，在一個實施例中，可以被提供作為光子結構通孔的延伸通過光子介電堆疊200的垂直延伸的通孔VXA及延伸通過光子介電堆疊200的垂直延伸的通孔VX3其尺寸可以被比例化，垂直延伸的通孔VXA及垂直地延伸的通孔VX3為延伸通過底層載板基材2100的對應的垂直延伸的通孔V11的尺寸的一部份且可以經配置為矽通孔。在一個實施例中，可以被提供作為光子結構通孔的垂直延伸的通孔VXA及垂直延伸的通孔VX3可以被比例化，以具有尺寸是0.5或少於延伸通過底層載板基材2100的對應的通孔V11的尺寸。在一個實施例中，可以被提供作為光子結構通孔的垂直延伸的通孔VXA及垂直延伸的通孔VX3可以被比例化，以具有尺寸是0.25或少於延伸通過底層載板基材100的對應的通孔V11的尺寸。在一個實施例中，可以被提供作為光子結構通孔的垂直延伸的通孔VXA及垂直延伸的通孔VX3可以被比例化，以具有尺寸是0.10或少於延伸通過底層載板基材2100的對應的通孔V11的尺寸。在本段落中，本發明以上所闡述的尺寸係指直徑、高度或體積中的一個以上。

在一個例子中，通孔VXA及通孔VX3可以具有約直徑1.0微米乘以高7.0微米的尺度，以及通孔V11可以具有約直徑10微米乘以高100微米的尺度。在一個實施例中，垂直延伸的通孔VXA、垂直延伸的通孔VX3及垂直延伸的通孔V11可以不同地被尺度化，但可以具有相同或相同數量級的尺度比，例如：各個可以具有10乘以1的尺度比，例如：垂直延伸的通孔VXA及垂直延伸的通孔VX3可以被尺寸化至約0.7微米乘以7.0微米的尺度，以及垂直延伸的通孔V11可以被尺寸化至約10.0微米乘以100微米的尺度。提供尺度較小的通孔VXA及通孔VX3係促進額外的及較大規模的光子裝置在光子裝置光子介電堆疊200及光子介電堆疊1200內的製造。提供通孔VXA及／或通孔VX3以承載一個以上的控制、邏輯及／或電源訊號，而非例如穿孔V21的接觸孔，可以幫助避免各種電性問題，例如：涉及不必要的電壓降及雜散電容產生。

第4G圖的光電系統可以進行進一步的製造加工以製造如第3圖所示的光子介電堆疊1200上所形成的終端6002。終端6002可以包括，例如：一個以上（a）通向金屬化層612的光子介電堆疊200中所形成的開口；（b）在金屬化層612上所形成的墊及該墊的開口；（c）在該金屬化層612上所形成的一凸塊下金屬化（UBM）層，以及在光子介電堆疊200中形成至該凸塊下金屬化所形成的開口；（d）在金屬化層612上所形成的一凸塊下金屬化及在自光子介電堆疊200向外地凸伸出的該凸塊下金屬化上所形成的一錫焊凸塊。

如參考第5A圖及第5B圖進一步描述，為了將自主動區805的光耦合至一波導，光子結構10可以被製造，藉此，一波導的一水平延伸的縱軸線可以對準及重合於一雷射堆疊結構802的主動區850的一水平延伸的縱軸線。

第5A圖敘述沿著如第2O圖所示的Y-Z平面而非沿著X-Z平面所取得的如第2O圖所示的雷射光源800，（第5A圖係顯示一延伸進入及延伸出紙張的視圖，如第2O圖所示）。關於第5A圖所述的該對準及光耦合的特徵可以合併至關於第1圖至第4G圖所闡述的本發明的任一個實施例。

請參看第5A圖，光電系統1000可以被製造及據以配置，以使主動區850及波導461被排列，藉此，主動區850的水平延伸的縱軸線係對準及重合於波導461的一水平延伸的縱軸線。如所示，該主動區850的水平延伸的縱軸線及波導461可以重合於軸線2515。波導461可以藉由圖案化層3006以被製造，其可以是以由氮化物所形成的層302、312及322的方式所製造的一氮化物層（第2C圖及第2D圖）。第5A圖敘述直接耦合主動區850至形成於矽的波導451，其中所述的矽係為一原始地製造的矽絕緣體晶圓的矽層。

同樣也是在Y-Z平面視圖中，第5B圖敘述用於將自雷射堆疊802的主動區850的光耦合至波導的另一處理方式，其中光通過一系列的波導而衰減地耦合至波導451。在第5B圖所述的耦合的處理方式，自主動區850的光可以直接地耦合至波導476，以及其後光可以通過一系列的波導而耦合至波導451。為了促進自主動區850的光耦合至波導476，主動區850及波導476可以被排列，藉此，主動區850的水平延伸的縱軸線係對準於且重合於波導476的一水平延伸的縱軸線。主動區850各自的水平延伸的縱軸線及波導461可以重合於軸線2515，如所示。

傳播通過波導476的光可以衰減地耦合至波導476，衰減地耦合至波導476的光可以衰減地耦合至波導475，衰減地耦合至波導475的光可以衰減地耦合至波導474，衰減地耦合至波導475的光可以通過藉由一氧化物熔融接合層所提供的接合層4006而衰減地耦合至波導473，衰減地耦合至波導473的光可以衰減地耦合至波導472，衰減地耦合至波導473的光可以衰減地耦合至波導471，衰減地耦合至波導471的光可以衰減地耦合至由矽所形成的層302所圖案化的波導451。波導476至471可以是參考2C至2D圖所闡述的波導411及波導421所描述的方式所圖案化的氮化物（例如：矽氮化物）波導。波導476至471可以自由氮化物所形成的各自的層3006至3001以被圖案化。層3006至3001可以是氮化物層，藉此，該製造的各自的波導476至471係為氮化物波導。

為了最佳化在各波導之間的衰減耦合，衰減地耦合的波導的尺寸、形狀及位置可以座標化。為了調準衰減耦合，可以被控制的參數包括：（a）Z方向間隔距離d，如第5B圖所述，（b）重疊長度l，如第5B圖所述，以及（c）錐度幾何。漸縮衰減地耦合的波導係敘述在第5C圖的俯視圖（Y-X平面視圖）中。為了提升在第一及第二波導之間的衰減耦合，波導可以具有重疊漸縮的端點。如第5C圖所示，第一波導491可以具有配合於第二波導492的一漸縮的端點4921的一漸縮的端點4911，其中第二波導的高程係低於波導491的高程（因此以虛線形式敘述）。第一波導491及第二波導492可以代表如第5B圖所述的上及下衰減地耦合的波導的任何組合。衰減耦合的特性可以取決於各種額外的參數，例如：第一波導491的折射率、第二波導492的折射率、環繞該波導的光子介電堆疊200的周圍的介電材料的折射率；以及行進光的波長。

例如耦合於一雷射堆疊結構802的一主動區850的波導461（第5A圖）及波導476（第5B圖）的波導可以邊緣耦合於主動區850。為了提升在主動區850及邊緣耦合於該主動區850的一波導之間的光耦合，該主動區850及該波導可以經配置以包括相容模式輪廓，其中該各自的模式輪廓係界定一行進光訊號的各自的空間區域分佈。模式輪廓可以例如使用例如該主動區850及該邊緣耦合的波導的折射率、該主動區850及該邊緣耦合的波導各自的幾何形狀、以及環繞該邊緣耦合的波導及雷射堆疊結構802的介電材料的折射率而被調準。隨著調準設計參數以配置相容模式輪廓，包括藉由反射回到主動區（循環損耗）的方式的光訊號損耗可以被降低。根據一些實施例，為了降低光損耗，邊緣耦合於主動區850的邊緣耦合的波導的光進入端點可以被漸縮。

如第5圖所述的波導476-471可以被尺寸化、形狀化以及位置化，例如：在所示的階梯排列中，以促進自波導475向下地通過一連續的波導475至471的衰減耦合，以及最終至由矽所形成的波導451，波導451可以自層302以被圖案化，層302可以是一矽層，例如：自一預製造的矽絕緣體晶圓的單晶層。

根據一個實施例，如第1圖所示的光電系統1000，在切割以界定光子積體電路晶片之前，該光電系統1000可以意指一晶圓規模光子結構。根據一個實施例，該光電系統1000係意指一完整晶圓規模結構。

根據一個實施例，如第1圖所示的光電系統1000可以意指藉由包括切割一光子晶圓規模結構的製造加工所形成的一光子積體電路晶片。根據一個實施例，該光電系統1000可以意指藉由包括切割一完整晶圓規模結構所界定的光子結構積體電路晶片。

根據一個實施例，如第3圖所示的光電系統1000，在切割以界定載板之前，該光電系統1000可以意指一晶圓規模光子結構。根據一個實施例，該光電系統1000係意指一完整晶圓規模結構。

根據一個實施例，如第3圖所示的光電系統1000可以意指藉由包括切割一光子晶圓規模結構的製造加工所形成的一載板。根據一個實施例，該光電系統1000可以意指藉由切割一完整晶圓規模結構所界定的一載板。

本發明所使用的術語僅為了描述特定的實施例，並不旨在於限制。在一個實施例中，該用詞「在……上」可以意指一元件係「直接地在」一特定元件「上」，而在該元件及該特定的元件之間並無中間元件的關係。如本發明所使用的單數形式「一」、「一種」及「該」係傾向於也包括複數形式，除非上下文明確指出。進一步理解，用詞「包含」（及包含的任何形式，例如：「包含」及「係包含」）、「具有」（及具有的任何形式，例如：「具有」及「係具有」）、「包括」（及包括的任何形式，例如：「包括」及「係包括」），以及「含有」（及含有的任何形式，例如「含有」及「係含有」係為開放式連接動詞。因此，一方法或裝置「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一個以上步驟或元件擁有那些一個以上步驟或元件，但不限制於僅擁有那些一個以上步驟或元件。同樣地，一方法的一步驟或一裝置的一元件「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一個以上特徵擁有那些一個以上特徵，但不限制於僅擁有那些一個以上特徵。用詞「藉由……所界定」的形式涵蓋一元件係部分地藉由……所界定的關係，以及一元件係完全地藉由……而界定的關係。本發明的數值識別符，例如：「第一」及「第二」，係為任意的用詞，以標出不同的元件，而非標出元件的順序。再者，以某種方式而配置的一系統方法或設備係至少以這種方式而配置，但是也可以未列出的方式而配置。再者，所闡述具有一定數量的元件的一系統方法或設備可以小於或大於該一定數量的元件而被實施。

在以下的申請專利範圍中的所有手段或步驟功能用語的元件的對應的結構、材料、動作及等同物（若有），係傾向於包括任何結構、材料或動作以執行結合如其他特定請求的所請求的元件的功能。本發明的實施方式以出於說明及實施的目的而呈現出，但非旨在窮舉或將本發明限制在所揭露的形式。在不脫離本發明的範圍及精神的情況下，許多修改及變化對於本發明技術領域中具有通常知識者將是顯而易見的。實施例係為了能更好地解釋本發明的一個以上的方面的原理和實際應用而選擇並說明，並且使本發明技術領域中的其他具有通常知識者以理解用於具有適合於所預期的特定使用的各種修改的各種實施例的本發明的一個以上的方面。

1000:光電系統 5:光子結構 5:載板底層結構 5:底層結構 10:光子結構 10:光子裝置 20:光子結構 100:基材 100:第一基材 100:底層載板基材 200:光子介電堆疊 202:層 302:層 312:層 322:層 332:層 401:波導材料構造 401:構造 402:波導 402:構造 402:脊形波導 403:波導材料構造 403:構造 404:波導 404:構造 406:光敏材料構造 407:光偵測器 408:調變器 411:波導 412:波導 421:波導 422:波導 431:波導 451:波導 461:波導 471:波導 472:波導 473:波導 474:波導 475:波導 476:波導 491:第一波導 4911:端點 492:第二波導 4921:端點 514:主動區 601:金屬化層 602:金屬化層 612:金屬化層 612:層 622:金屬化層 632:金屬化層 642:金屬化層 652:金屬化層 702:穿孔層 712:穿孔層 800:雷射光源 802:雷射堆疊結構 810:緩衝結構 810:結構 810:下雷射堆疊結構 812:接點結構 812:結構 812:下雷射堆疊結構 814:接點結構 814:結構 814:上雷射堆疊結構 820A:覆層結構 820A:結構 820A:下雷射堆疊結構 820B:覆層結構 820B:結構 820B:上雷射堆疊結構 850:主動區 850:結構 850:上雷射堆疊結構 860:模式選擇結構 860:結構 860:上雷射堆疊結構 1100:基材 1200:光子介電堆疊 1202:層 1202:絕緣層 1202:介電層 1302:層 1312:層 1320:層 1401:波導 1401:光子裝置 1402:波導 1402:光子裝置 1602:金屬化層 1702:穿孔層 1712:穿孔層 1741:中央軸線 1742:中央軸線 1761:中央軸線 1762:中央軸線 1763:中央軸線 1802:平面 1804:平面 1902:平面 1904:平面 2002:層 2100:底層載板基材 2100:基材 2200:光子介電堆疊 2200:載板底層光子介電堆疊 2210:光子介電堆疊 2302:層 2401:波導 2515:軸線 2600:高程 2606:高程 2608:高程 2610:高程 2702:高程 2704:高程 2706:高程 2711:中央軸線 2712:中央軸線 2721:中央軸線 2722:中央軸線 2802:高程 3001:層 3002:層 3003:層 3004:層 3005:層 3006:層 3100:操作晶圓 3102:層 3702:平面 3703:中央軸線 3704:平面 3705:平面 3706:中央軸線 3707:平面 4002:介電層 4002:層 4004:介電層 4004:接合層 4004:層 4006:接合層 4012:介電層 4012:層 4014:介電層 4014:層 4016:接合層 4022:介電層 4022:層 4024:介電層 4024:層 4026:接合層 6002:終端 6112:金屬化層 7001:平面 7002:中央軸線 7003:平面 7202:中央軸線 7205:中央軸線 7301:中央軸線 7302:中央軸線 7303:中央軸線 C1:接點 C1:接觸導電材料構造 C2:接點 C2:接觸導電材料構造 C3:接點 C3:接觸導電材料構造 C4:接點 C4:接觸導電材料構造 C5:接點 C5:接觸導電材料構造 C6:接點 C6:接觸導電材料構造 C7:接點 C7:接觸導電材料構造 C8:接點 C8:接觸導電材料構造 C9:接點 C9:接觸導電材料構造 C10:接點 C10:接觸導電材料構造 C11:接點 C11:接觸導電材料構造 C12:接點 C12:接觸導電材料構造 C13:接點 C14:接點 M1:金屬化構造 M1:金屬化層 M2:金屬化構造 M2:金屬化層 M11:金屬化構造 M12:金屬化構造 M13:金屬化構造 M14:金屬化構造 M21:金屬化層 M21:金屬化構造 M22:金屬化構造 R1:重分佈層 V1:穿孔 V11:穿孔 V21:穿孔 VX1:通孔 VX2:通孔 VX3:通孔 VXA:通孔 VXB:通孔

本發明所揭露的內容係特別指出，且在說明書的結論明確地主張申請專利範圍。透過以下結合附呈圖式的詳細說明，本發明的前述及其他的目的、特徵及優點係為清楚明白的。

第1圖係為一光電系統的一側面剖視圖；

第2A至2Q圖係為顯示根據一個實施例的用於製造如第1圖所示的該光電系統的方法的製造階段視圖；

第3圖係敘述經配置為一載板的一光電系統；

第4A至4G圖係為顯示根據一個實施例的用於製造如第1圖所示的該光電系統的方法的製造階段視圖；以及

第5A至5C圖係為顯示自一雷射堆疊結構的一主動區至一個以上波導的光的耦合的製造階段視圖。

1000:光電系統

10:光子結構

20:光子結構

100:基材

200:光子介電堆疊

202:層

302:層

312:層

322:層

332:層

401:構造

402:構造

403:構造

404:構造

406:光敏材料構造

407:光偵測器

408:調變器

411:波導

412:波導

421:波導

422:波導

431:波導

602:金屬化層

612:金屬化層

622:金屬化層

632:金屬化層

642:金屬化層

702:穿孔層

800:雷射光源

802:雷射堆疊結構

810:緩衝結構

812:接點結構

814:接點結構

820A:覆層結構

820B:覆層結構

850:結構

860:結構

1200:光子介電堆疊

1312:層

1401:波導

1402:波導

4006:接合層

6002:終端

7202:中央軸線

7205:中央軸線

C1:接點

C2:接點

C3:接點

C4:接點

C11:接點

C13:接點

C14:接點

M1:金屬化構造

M2:金屬化構造

M11:金屬化構造

M12:金屬化構造

M13:金屬化構造

V1:穿孔

VX1:通孔

VX2:通孔

VX3:通孔

Claims (36)

1. 一種方法，包含： 使用具有一第一基材的一第一晶圓而建構一第一光子結構，其中所述的建構該第一光子結構係包括在一第一光子介電堆疊內一體成型地製造一個以上光子裝置，該一個以上光子裝置形成在該第一基材上； 使用具有一第二基材的一第二晶圓而建構一第二光子結構，其中所述的建構該第二光子結構係包括在一第二光子介電堆疊內一體成型地製造一雷射堆疊結構主動區及一個以上光子裝置，該第二光子介電堆疊形成在該第二基材上；以及 接合該第一光子結構及該第二光子結構以界定一光電系統，該光電系統具有該第一光子結構為接合於該第二光子結構。
2. 如請求項1所述之方法，其中所述的接合係包括：使用一低溫氧化物熔融的晶圓規模接合製程。
3. 如請求項1所述之方法，其中所述的接合係包括：使用包括有一拋光階段、一活化階段及一退火階段的一低溫氧化物熔融接合製程。
4. 如請求項1所述之方法，其中該第一晶圓為一矽絕緣體晶圓。
5. 如請求項1所述之方法，其中該第二晶圓為一矽絕緣體晶圓。
6. 如請求項1所述之方法，其中該第一晶圓為一矽絕緣體晶圓，以及其中該第二晶圓為一矽絕緣體晶圓。
7. 如請求項1所述之方法，其中該第二晶圓係為具有一絕緣層及一矽層的一矽絕緣體晶圓，其中該方法包括：在所述的接合該第一光子結構及該第二光子結構之後，自該第二光子結構移除該第二晶圓的該第二基材以顯露該第二介電堆疊，以及之後建構一延伸的介電堆疊區以延伸該第二介電堆疊，其中該方法包括：製造延伸通過該延伸的介電堆疊區的一接點以接觸與該雷射堆疊主動區有關連的一雷射堆疊結構的一底部接觸層，以及在該延伸的介電堆疊區中製造一終端，該終端電性通訊於該接點。
8. 如請求項1所述之方法，其中該第二晶圓係為具有一絕緣層及一矽層的一矽絕緣體晶圓，其中該方法包括：在所述的接合該第一光子結構及該第二光子結構之後，自該第二光子結構移除該第二晶圓的該第二基材、該第二介電堆疊的一部分以及與該雷射堆疊主動區有關連的一雷射堆疊結構的一緩衝結構，以及之後建構一延伸的介電堆疊區以延伸該第二介電堆疊，其中該方法包括：製造延伸通過該延伸的介電堆疊區的一接點以接觸與該雷射堆疊主動區有關連的一雷射堆疊結構的一底部接觸結構，以及在該延伸的介電堆疊區中製造一終端，該終端電性通訊於該接點。
9. 如請求項1所述之方法，其中所述的使用該第一晶圓而建構該第一光子結構係包括：在該第一光子介電堆疊內一體成型地製造自一波導及一光耦合器所構成的群組中所選出的一個以上光子裝置。
10. 如請求項1所述之方法，其中所述的使用該第二晶圓而建構該第二光子結構係包括：在該第二晶圓光子介電堆疊內一體成型地製造自一波導及一光耦合器所構成的群組中所選出的一個以上光子裝置。
11. 如請求項1所述之方法，其中該第一晶圓係藉由具有一單晶矽層的一矽絕緣體晶圓而提供，其中該方法包括：在該第一光子結構中一體成型地製造一單晶波導，所述的一體成型地製造係包括：圖案化該矽絕緣體晶圓的該單晶矽層。
12. 如請求項1所述之方法，其中一第二光子介電堆疊包括在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的一波導，該波導係邊緣耦合於該雷射堆疊結構主動區。
13. 如請求項1所述之方法，其中一第二光子介電堆疊包括在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的一波導，該波導係邊緣耦合於該雷射堆疊結構主動區，該波導具有一縱向軸線，該縱向軸線經設置而重合於該雷射堆疊結構主動區的一縱向軸線。
14. 如請求項1所述之方法，其中該方法包括：製造複數個波導，複數個該波導經配置而衰減地耦合自該雷射堆疊主動區發射通過界定在該第一結構至該第二結構之間的一接合層而至一單晶波導的光，其中該第一晶圓藉由具有一單晶矽層的一矽絕緣體晶圓而提供，其中該方法包括：在該第一光子結構中製造該單晶波導，所述的製造包括：圖案化該矽絕緣體晶圓的該單晶矽層。
15. 如請求項1所述之方法，其中該第一晶圓係為具有一單晶矽層的一矽絕緣體晶圓，及其中該方法經執行以配置該第二光子結構及該第一光子結構，以使藉由該主動區所發射的光耦合於該單晶矽層。
16. 一種光電系統，包含： 一第一光子結構，具有一第一光子介電堆疊； 一第二光子結構，具有一第二光子介電堆疊； 一接合層，熔融接合該第一光子結構至該第二光子結構； 一個以上金屬化層，一體成型地形成在該第一介電堆疊中； 至少一個金屬化層，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中； 一個以上光子裝置，一體成型地形成在該第一光子介電堆疊中； 至少一個光子裝置，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中；以及 一個以上雷射堆疊結構主動區，一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中。
17. 如請求項16所述之光電系統，其中該一個以上光子裝置包括一波導。
18. 如請求項16所述之光電系統，其中該接合層熔融接合該第一光子介電堆疊至該第二光子介電堆疊。
19. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的一波導，該波導邊緣耦合於一體成型地形成在該第二光子介電堆疊中的該一個以上雷射堆疊結構主動區的一雷射堆疊結構主動區。
20. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的一波導，該波導邊緣耦合於在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的該一個以上雷射堆疊結構主動區的一雷射堆疊結構主動區，該波導具有一縱向軸線，該縱向軸線經配置而重合於在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的該一個以上雷射堆疊結構主動區的該雷射堆疊結構主動區的一縱向軸線。
21. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一第一波導，一體成型地形成在該第二光子結構介電堆疊中，該波導邊緣耦合於在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的該一個以上雷射堆疊結構主動區的一雷射堆疊結構； 一單晶波導，一體成型地製造在該第一光子介電堆疊內； 複數個中介波導，經配置而衰減地耦合自該第一波導通過該接合層而至該單晶波導的光。
22. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一第一波導，一體成型地形成在該第二光子結構介電堆疊中，該波導邊緣耦合於在該第二光子介電堆疊中一體成型地形成的該一個以上雷射堆疊結構主動區的一雷射堆疊結構； 一單晶波導，一體成型地製造在該第一光子介電堆疊內； 複數個中介波導，經配置而衰減地耦合自該第一波導通過該接合層而至該單晶波導的光，其中該單晶波導係由一矽絕緣體晶圓的一單晶層所界定，其中該光子結構介電堆疊的一介電層係由該矽絕緣體晶圓的一絕緣層所界定。
23. 如請求項16所述之光電系統，其中該至少一個光子裝置包括一波導。
24. 如請求項16所述之光電系統，其中該一個以上光子裝置包括一光檢測器。
25. 如請求項16所述之光電系統，其中該至少一個光子裝置包括一光檢測器。
26. 如請求項16所述之光電系統，其中該至少一個光子裝置包括由一第一材料所形成的一第一波導及由一第二材料所形成的一第二波導。
27. 如請求項16所述之光電系統，其中該至少一個光子裝置包括在一第一高程所形成的一第一波導及在一第二高程所形成的一第二波導。
28. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一載板底層結構，該載板底層結構包括一重分佈層及電性連接於該重分佈 層的多個矽穿孔；以及 一接合層，熔融接合該第一光子介電堆疊至該載板底層結構。
29. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一載板底層結構，該載板底層結構包括一金屬化層、一重分布層及電性連接於該重分布層的多個矽穿孔； 一接合層，熔融接合該第一光子介電堆疊至該載板底層結構；以及 一穿孔，連接該第一光子結構的一金屬化層至該載板底層結構的該金屬化層。
30. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一載板底層結構，該載板底層結構包括一金屬化層、一重分布層及電性連接於該重分布層的多個矽穿孔； 一接合層，熔融接合該第一光子介電堆疊至該載板底層結構；以及 一穿孔，連接該第二光子結構的一金屬化層至該第一光子結構的一金屬化層。
31. 如請求項16所述之光電系統，其中該光電系統包括： 一載板底層結構，該載板底層結構包括一金屬化層、一重分布層及電性連接於該重分布層的多個矽穿孔； 一接合層，熔融接合該第一光子介電堆疊至該載板底層結構； 一穿孔，連接該第二光子結構的一金屬化層至該第二光子結構的一金屬化層，該穿孔完全地延伸通過熔融接合該載板底層結構至該第一光子結構的該接合層；以及 一第二穿孔，連接該第二光子結構的一金屬化層至該第一光子結構的一金屬化層，該第二穿孔完全地延伸通過熔融接合該第一光子結構至該第一光子結構的該接合層。
32. 一種方法，包含： 使用具有一底層基材的一底層結構晶圓而建構一載板底層結構，其中所述的建構該載板底層結構係包括製造一重分布層及延伸通過該底層基材的多個矽穿孔； 使用具有一第一基材的一第一晶圓而建構一第一光子結構，其中所述的建構該光子結構係包括在該第一基材上形成的一光子介電堆疊內一體成型地製造一個以上的光子裝置； 接合該第一光子結構至該載板底層結構以界定具有該載板底層結構及該第一光子結構的一接合結構； 使用具有一第二基材的一第二晶圓而建構一第二光子結構，其中所述的建構該第二光子結構係包括在該第二基材上形成的一第二光子介電堆疊內一體成型地製造一雷射堆疊結構主動區及一個以上光子裝置；以及 接合該第二光子結構及該接合結構以界定一載板光電系統，該載板光電系統的該第二光子結構接合於該第一光子結構，以及該第一光子結構接合於該載板底層結構。
33. 如請求項32所述之方法，其中該方法包括：在所述的接合該第一光子結構至該載板底層結構之後，自該第一光子結構移除該第一晶圓的該第一基材。
34. 如請求項32所述之方法，其中該第一晶圓係為具有一絕緣層及一矽層的一矽絕緣體晶圓，其中該方法包括：在所述的接合該第一光子結構至該載板底層結構之後，自該第一光子結構移除該第一晶圓的該第一基材以顯露該絕緣層，沉積一波導材料層在該絕緣層上，以及圖案化該波導材料以界定一波導。
35. 如請求項32所述之方法，其中該方法包括：在所述的接合該第二光子結構及該接合結構之前，製造完全地延伸通過一接合層的一穿孔，該接合層熔融接合該載板基座結構至該第一光子結構，以及連接該載板底層結構的一金屬化層至該第一光子結構的一金屬化層。
36. 如請求項32所述之方法，其中該方法包括：在所述的接合該第二光子結構及該接合結構之後，製造完全地延伸通過一接合層的一穿孔，該接合層熔融接合該第一光子結構及該第二光子結構，以及連接該第一光子結構的一金屬化層至該第二光子結構的一金屬化層。

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