晶圆键合

将发光元件与其硅光子学伙伴jingque对齐是我们讨论的两种技术的关键步骤。但是有一种技术，一种称为 III-V 族硅晶圆键合的技术，找到了解决方法。该方案不是将已构建的激光器（或其他发光组件）转移到经过处理的硅晶片，而是将 III-V 族半导体的空白芯片（甚至小晶片）粘合到该硅晶片。然后，可以在已有相应硅波导的地方构建所需的激光设备。

在转移的材料中，只对结晶 III-V 材料的薄层感兴趣，称为外延层。因此，在与硅晶圆键合后，其余材料将被去除。可以使用标准光刻和晶圆级工艺在与底层硅波导对齐的外延层中制造激光二极管。然后蚀刻掉任何不需要的 III-V 材料。

英特尔的工程师在过去十年中开发了这种方法，并于 2016 年推出了第一个用它构建的商业产品——光收发器。这种方法允许高吞吐量集成，因为它可以同时并行处理许多设备。与转印一样，它在 III-V 族和硅材料之间使用渐逝耦合，从而产生高效的光学界面。

III-V 族与硅晶圆键合的一个缺点是需要大量投资来建立一条生产线，该生产线可以使用用于制造 200 毫米或 300 毫米的硅晶圆的工具来处理 III-V 族工艺步骤毫米直径。这种工具与激光二极管铸造厂中使用的工具非常不同，后者的典型晶圆直径要小得多。

在芯片到晶圆键合中，III-V 族半导体 [粉红色] 的空白片被键合到已经处理过的硅光子晶圆上。III-V 族材料在硅波导上方加工成激光器。然后蚀刻掉其余的 III-V 材料。