半导体结构的制造的制作方法

半导体结构的制造

背景技术：

1.本发明的实施例一般涉及用于制造半导体结构的方法，尤其是用于诸如激光应用之类的光学应用。本发明的实施例还涉及可以用这种方法制造的半导体器件，特别是谐振器，或者更具体地是激光器。
2.用于下一代计算的光学互连需要半导体光源。光子晶体纳米腔是这种半导体光源的理想平台，因为它们可以提供强的光-物质相互作用、高q/v比、无阈值激光行为和高速调制速率。
3.在基于光子腔的器件中的挑战是电致动，即在不损坏光学腔的情况下将载流子有效地注入有源区。
4.如果在活性材料中实施光子腔，则可能会发生过度吸收损耗，因为光在腔外被吸收。
5.另一方面，活性材料在腔的中心部分内的精确放置仍是困难的挑战。

技术实现要素：

6.根据第一方面，本发明体现为一种用于制造半导体结构的方法。该方法包括制造第一材料的光子晶体结构，以及选择性地去除光子晶体结构的预定义部分内的第一材料，该第一材料尤其是第一半导体材料。该方法还包括通过选择性外延，用一种或多种第二材料替换光子晶体结构的预定义部分内的第一材料。该一种或多种第二材料尤其可以是半导体材料。
7.根据本发明实施例的这种方法提供了一种以有效方式制造包括两种不同材料的光子晶体结构的有效方式。
8.根据实施例，第一材料和第二材料的性质可以被独立地改进或优化，以提高器件的效率。
9.根据实施例，光子晶体结构的预定义部分是光子晶体结构的中心部分。根据这样的实施例，第二材料可以放置在光子晶体结构的中心部分。这可以允许将载流子有效地限制在光子晶体结构的中心部分或中心，从而提高器件性能。
10.第一材料尤其可以是硅，同时第二材料尤其可以是光学活性材料。这可以允许例如使用具有合适或兼容的几何形状的当前的光子晶体腔设计，尤其是si-光子设计，并且用光学活性材料来代替硅，例如用iii-v族材料来代替硅。本发明的实施例尤其允许将光学活性材料作为增益材料放置在光子晶体结构的提高效率的部分中。
11.根据实施例，制造光子晶体结构包括提供包含第一材料层的晶圆，并图案化第一材料层，从而制造第一材料的光子晶体结构。这允许有效的制造。
12.根据实施例，晶圆是绝缘体上硅(silicon-on-insulator)晶圆，其包含绝缘层上的硅层，并且该方法还包括图案化硅层，从而制造包含硅作为第一材料的光子晶体结构。这允许有效的制造。
13.根据一个实施例，用一种或多种第二材料替换第一材料包括在晶圆的横向方向上
生长一种或多种第二材料。这允许有利的器件设计。
14.根据一个实施例，该方法还包括在晶圆的横向方向上生长具有预定义掺杂分布的一种或多种第二材料。这允许进一步有利的器件设计。特别地，根据本发明实施例的方法可以允许外延的平面内横向掺杂，即平行于晶圆的衬底布置的p-i-n结构的制造。
15.根据实施例，该方法还包括沿晶圆的横向方向生长两种不同的第二材料，从而形成横向异质结。根据这样的实施例，在第一步骤中，外延生长第二材料中的第一个，例如，诸如algaas或inp之类的第一iii-v材料。在第二步骤中，外延生长第二材料中的另一个，例如，诸如ingaas之类的另一iii-v材料，从而制造横向异质结。
16.根据实施例，该方法还包括为一种或多种第二材料提供电触点。根据实施例，特别是对于具有横向掺杂分布的实施例，可以便于提供这种电触点。
17.根据实施例，可通过重复生长步骤(growth run)来在同一晶圆上实施第一材料和多个第二材料的几个不同的材料组合。由于增益材料的局部集成，这是可能的。
18.根据实施例，选择性地去除光子晶体结构的预定义部分内的第一材料包括用第三材料封装第一材料的光子晶体结构，该第三材料尤其是氧化物材料。进一步的步骤包括选择性地去除光子晶体结构的预定义部分中的第三材料的部分，以向第一材料提供窗口，并且通过该窗口选择性地去除第一材料的部分。这创建了第三种材料的模板结构。模板结构也可以表示为腔结构。为便于模板结构中一种或多种第二材料的生长，第一材料的剩余部分形成一种或多种第二材料的晶种结构。
19.根据实施例，通过窗口选择性地去除第一材料的部分包括对第一材料执行选择性蚀刻。换言之，蚀刻被执行为使得仅蚀刻第一材料而不蚀刻模板结构的第三材料。
20.根据实施例，用一种或多种第二材料替换第一材料包括从晶种结构在第三材料的模板结构内生长一种或多种第二材料。这是在光子晶体结构内布置第二材料的有效且精确的方式。
21.根据实施例，该方法还包括在模板结构内生长一种或多种第二材料后，去除第一材料的晶种结构。这尤其有利于(一种或多种)第二材料的电触点。
22.根据实施例，一种或多种第二材料的生长通过一种金属有机化学气相沉积(mocvd)、大气压cvd、低压或减压cvd、超高真空cvd、分子束外延(mbe)、原子层沉积(ald)或氢化物气相外延来执行。
23.根据本发明另一方面的实施例，提供可通过第一方面的方法获得的半导体器件。
24.根据本发明另一方面的实施例，提供一种半导体器件，其包括半导体衬底、半导体衬底上的绝缘层和绝缘层上的光子晶体结构。光子晶体结构包括在光子晶体结构的外部部分中的第一材料和在中心部分或区域中的一种或多种第二材料，其中一种或多种第二材料是外延生长的半导体材料，其形成在衬底的横向方向上延伸的增益结构。
25.根据实施例，光子晶体结构为1维、2维或3维光子晶体晶格。
26.根据另一实施例，半导体器件可以被体现为光学共振器或激光器。根据实施例，增益结构可以包括一个或多个量子阱。
27.本发明不同方面的步骤可以视情况以不同顺序执行。此外，还可以适当地组合这些步骤，即，例如，可以一起执行两个或更多个步骤。
28.本发明一方面的特征的优点可以适用于本发明另一方面的对应特征。
29.下文将参照附图，通过说明性和非限制性示例对本发明的实施例进行更详细的描述。
附图说明
30.图1a示出了包括第一材料层的初始结构的三维视图，图2a示出了对应的俯视图；
31.图1b示出了包括通过图案化由第一材料层形成的光子晶体结构的三维视图，图2b示出了对应的俯视图；
32.图1c示出了用第三材料(例如氧化物)封装光子晶体结构后的结构的三维视图，图2c示出了对应的俯视图；
33.图1d示出了在氧化物中形成窗口后的结构的三维视图，图2d示出了对应的俯视图；
34.图1e示出了通过窗口选择性地去除第一材料的部分后的结构的三维视图，图2e示出了对应的俯视图；
35.图1f示出了第二材料从第一材料的晶种结构生长后的三维视图，图2f示出了对应的俯视图；以及
36.图1g示出了第二材料被电接触后的结构的三维视图，图2g示出了对应的俯视图；
37.图3示出了根据本发明实施例的半导体器件的示例性俯视图；
38.图4为示出采用根据本发明实施例的方法制造的示例性器件结构的扫描电子显微镜图像；以及
39.图5示出了根据本发明实施例的用于制造半导体结构的方法的方法步骤的流程图。
具体实施方式
40.图1a-图1g示出了在根据本发明实施例的制造方法的各阶段期间形成的初始、中间和最终结构的放大的三维视图。图2a-图2g示出了对应于图1a-图1g的结构的对应的经放大俯视图。
41.在任何或所有附图中，尺寸可能未按比例绘制并且可能以简化和示意性方式示出，以说明本发明实施例的特征和原理。
42.在本文中，术语“在
……
上”和“在
……
上方”按习惯用于指示在与衬底表面垂直或正交的方向(尤其是竖直的z方向)上的方位或相对位置。
43.在本文中，术语“横向”或“横向地”按习惯用于指示通常平行于衬底平面的方位，与通常垂直或从衬底表面向外相反。
44.术语“布置在半导体衬底上”应从广义上理解，并应包括特定实施例，根据该特定实施例，例如绝缘层的中间层布置在衬底和光子晶体结构之间。因此，术语“布置在衬底上”将包括“位于衬底上方”的意思。
45.图1a为初始结构100的三维视图，图2a为对应的俯视图。初始结构100包括衬底110。衬底110由斜向上的条纹示出，其包括半导体材料并且可以是例如块状半导体衬底。衬底110可以体现为大直径的晶体半导体或化合物半导体晶圆。衬底可以包括例如来自周期表第iv族的材料作为半导体材料。iv族材料包括例如硅、锗、混合硅和锗、混合硅和碳、混合
硅锗和碳等。例如，衬底110可以是半导体工业中使用的晶体硅晶圆。
46.结构100还包括衬底110上的绝缘层111，由斜向下的条纹表示。绝缘层111可以体现为例如介电层。绝缘层111可以通过已知方法形成，例如热氧化、化学气相沉积(cvd)、等离子体增强cvd(pecvd)、原子层沉积、化学溶液沉积、mocvd、蒸发、溅射和其他沉积工艺。这种介电材料的示例包括但不限于：si02、si3n4、a1203、aion、ta205、tio2、la203、srti03、laa103、zr02、y203、gd203、mgo、mgno、hf基材料以及包括其多层的组合。
47.结构100还包括在绝缘层111上体现为半导体材料的第一材料层112。第一材料尤其可以是硅。第一材料层112以30％的虚线图案示出。
48.衬底110、绝缘层111和层112的厚度可以是任何合适的厚度。
49.结构100尤其可以体现为绝缘体上硅晶圆。
50.图1b例示了结构101的三维视图，图2b例示了对应的俯视图。结构101包括第一材料(例如，硅)的光子晶体结构113。结构101通过图案化第一材料层112来形成。这可以例如通过光刻和之后的蚀刻来执行。根据实施例，层112的图案化可以通过基于hbr化学的蚀刻来执行。光子晶体结构113包括第一材料的多个棒114。棒114以预定义的规则距离d彼此相邻地连续布置。棒在衬底110的横向方向上延伸，更具体地平行于衬底110的x-y平面。图1c例示了结构102的三维视图，图2c例示了对应的俯视图。结构102包括封装第一材料的光子晶体结构113的封装层115。封装层115包括第三材料，尤其是介电材料，尤其是氧化物。封装层115将被用作模板结构，这将在下面进一步描述。封装层115完全覆盖棒114。为便于说明，在图1c至图1h中以透明方式示出了封装层115。
51.图1d例示了结构103的三维视图，图2d例示了对应的俯视图。结构103包括窗口116，该窗口是通过选择性地去除光子晶体结构113的预定义部分120中的封装层115的第三材料的部分来形成的，如图2d所示。窗口116建立了光子晶体结构113的第一材料的窗口。换言之，窗口116向预定义部分120内的光子晶体结构113提供开口。预定义部分120布置在光子晶体结构113的中心部分。更具体地，预定义部分120相对于光子晶体结构的对称轴121对称布置，如图2d所示。窗口116可以例如通过光刻和蚀刻来制造。光子晶体结构的中心部分120被光子晶体结构113的外部部分122包围或封闭，如图2d所示。
52.应注意的是，棒114通常可以具有适用于相应应用的任何所需形状和几何形状。棒114也可以表示为条(bar)。根据实施例，外部部分122中的棒114的几何形状可以不同于中央部分120中的棒114的几何形状。作为示例，外部部分122中的棒114可以具有与中央部分120中的棒114不同的长度和宽度。
53.图1e例示了结构104的三维视图，图2e例示了对应的俯视图。在结构104中，中心部分120中的棒114的第一材料的部分已经通过窗口116被去除。棒114已经在第三材料内产生了空腔或模板结构117。然而，棒114没有被完全去除，棒114的剩余部分形成了用于模板结构117中一种或多种第二材料的后续生长的晶种结构118。通过窗口116选择性地去除第一材料可以通过第一材料的选择性蚀刻来执行，即蚀刻第一材料但不蚀刻第三材料的蚀刻。合适的蚀刻技术可以取决于相应的第一材料和第三材料。通常，蚀刻技术被选择为使得它仅蚀刻第一材料而不蚀刻封装层的第三材料。尤其可以通过第一材料的干法或湿法蚀刻来执行该选择性去除。
54.图1f例示了结构105的三维视图，图2f例示了对应的俯视图。在结构105中，通过选
择性外延，在光子晶体结构113的预定义部分120内，被去除的第一材料已经被一种或多种第二材料替换。更具体地，一种或多种第二材料已经从晶种结构118生长在第三材料的模板结构117内。一种或多种第二材料的生长已经在衬底110的横向方向上执行。一种或多种第二材料形成第二材料的棒119，其在光子晶体结构113的中心部分120内取代了第一材料的先前的棒114。第二材料的棒119以70％的虚线图案示出。
55.第二材料的棒119的生长可以通过例如金属有机化学气相沉积(mocvd)、大气压cvd、低压或减压cvd、超高真空cvd、分子束外延(mbe)、原子层沉积(ald)或氢化物气相外延来执行。
56.棒119的第二种材料尤其可以是光学活性材料。第二材料可以是例如inp、ingaas、algaas、gaas、gan、ingan、algan、其任何其他三元或四元合金、ii-vi族半导体或iv族半导体。
57.一般而言，根据本发明实施例的方法的多功能性可允许模板结构117中iii-v族半导体材料的任何组合，包括嵌入式量子阱、量子点、量子线、掺杂或本征半导体层以及异质结。
58.图1g例示了结构106的三维视图，图2g例示了对应的俯视图。在结构106中，已经提供了与棒119的一种或多种第二材料接触的电触点130。棒119被图示为具有波浪图案。
59.根据进一步实施例，取决于相应的应用和后处理，在提供电触点的步骤之前，可以存在去除第一材料的晶种结构118的附加步骤。
60.棒114(如上所述)和相应的棒119通常可以具有适用于相应的应用的任何所需形状和几何形状。因此，根据实施例，第一材料的结构的几何形状和第二材料的结构的几何形状可以不同。例如，第二材料的棒119可以具有与第一材料的棒114不同的长度和宽度。
61.图3示出了根据本发明实施例的半导体器件300的示例性俯视图。它包括布置在例如soi晶圆的绝缘层311上的光子晶体结构313。半导体器件300可以用如上所述的根据本发明实施例的方法制造。
62.光子晶体结构313包括布置在光子晶体结构313的外部区域322中的多个si棒314和位于光子晶体结构313的中心区域320中的一种或多种第二材料(尤其是iii-v族材料)的多个棒319。
63.中心区域320中的多个棒319形成增益结构。棒319体现为p-i-n结构。棒319已经外延生长，并且在衬底和光子晶体结构的横向方向上延伸，更具体地，在x-y平面的y方向上延伸。x-y平面平行于下面的衬底(图3中未示出)布置。因此，棒319具有示例性的p-i-n掺杂分布。棒319由电触点330横向地接触，电触点330在图3中也用“c”表示。光子晶体结构313被体现为1维光子晶体晶格，并且在中心部分或者换言之在中心区域320中建立具有增益结构的光子镜(photonic mirror)。
64.因此，所体现的增益结构可以包括形成p-i-n结构的掺杂分布。这可以促进电泵浦。p-i-n结构是具有布置在p掺杂区和n掺杂区之间的本征区的结构。
65.在这方面，掺杂应理解为有意将杂质引入本征半导体，以调节其电学、光学和结构性质。掺杂半导体在带隙内引入了允许的能态，但是非常接近于对应于掺杂剂类型的能带。正或p型掺杂在价带中引入自由空穴，而负或n型掺杂在导带中引入自由电子。
66.掺杂剂的引入具有相对于费米能级移动能带的效果。在n型半导体中，费米能级接
近导带，或者在退化n型半导体中的导带内。对于p型，费米能级接近价带或在价带内。取决于材料和态密度，典型掺杂的半导体的掺杂密度范围从5
×
10
18
cm-3
至10
20
cm-3
。尽管半导体很少是完全本征的，但电学意义上的本征意味着它们不导电。典型地，掺杂水平在10
15-10
16
cm-3
左右。
67.p-i-n结构可以在由封装氧化物形成的模板结构中生长，如下所示:
68.在第一子步骤中，第二半导体材料的n型掺杂半导体层351已在模板结构中生长。在第二子步骤中，已经生长了第二半导体材料的本征层352。并且在第三子步骤中，已经生长了第二半导体材料的p掺杂半导体层353。半导体层351、352和353共同形成光子晶体结构313的增益结构。
69.根据其他实施例，通过以交替方式在模板结构中顺序生长不同半导体材料的多个半导体层，可在光子晶体结构的中心部分生长多个量子阱。不同的半导体材料可以具有不同的带隙，以便于量子阱的形成。
70.图4是示出了采用根据本发明实施例的方法制造的示例性器件结构400的扫描电子显微镜图像。器件结构400包括光子晶体结构413，其包括光子晶体结构413的外部区域422中的多个si棒414和光子晶体结构413的中心区域420中的多个inp棒419。已经通过替换光子晶体结构413的中心区域420中的si棒来制造了多个inp棒419。
71.由于氧化物层覆盖光子晶体结构413，所以棒414和419只能以阴影方式看到。
72.图5示出了根据本发明实施例的制造半导体结构的方法的方法步骤的流程图。
73.在步骤510处，提供包含第一材料层的晶圆，尤其是绝缘体上硅晶圆。
74.在步骤520处，例如通过光刻和蚀刻对第一材料层进行图案化，从而形成光子晶体结构。
75.在步骤530处，第一材料的光子晶体结构用第三材料封装，第三材料尤其是氧化物。
76.在步骤540处，在光子晶体结构的中心部分选择性地去除第三材料的部分。这提供了通过氧化物到达第一材料的窗口或换言之开口。
77.在步骤550处，通过光子晶体结构的中心部分或换言之中心区域内的窗口，部分地且选择性地去除第一材料。这创建了第三材料的中空模板结构或空腔结构。然而，第一材料没有被完全去除，而是被执行为使得第一材料的部分保留在模板结构中，并为一种或多种第二材料的后续生长提供晶种结构。
78.在步骤560，通过选择性外延，从模板结构内的第一材料的晶种生长一种或多种第二材料。结果，光子晶体结构的中心部分内的第一材料被一种或多种第二材料替换。
79.在步骤570中，可以例如通过蚀刻去除第一材料的晶种结构。该步骤是否有用取决于半导体结构的相应的设计和相应的后处理。
80.在步骤580处，向已经在第三材料的模板结构内形成的第二材料的结构提供电触点。
81.应当注意的是，步骤580之后可以根据需要执行进一步的处理步骤，以获得期望的最终器件结构。
82.尽管上文给出了说明性示例，但应理解，上述基本制造步骤可用于生产其他材料、形状和尺寸的半导体结构。对于给定的实施例，可以选择合适的材料和加工技术，并且合适
的选择对于本领域技术人员来说是显而易见的。
83.尽管上文描述了特定示例，但可以设想许多其他实施例。用于生长半导体结构的晶种表面可以优选为结晶的晶种表面，但是根据其他实施例，也可以由非晶表面提供。如果晶种具有明确定义的晶体取向，并且如果晶种的晶体结构与生长中的晶体(例如iii-v族化合物半导体)的晶体结构合理匹配，则生长中的晶体可以适应这种取向。如果晶种是无定形的或者具有不明确定义的晶体取向，则生长中的晶体将是单晶的，但是其晶体取向将是随机的。
84.所公开的半导体结构和电路可以作为半导体芯片的一部分。制造者可以以原始晶圆的形式(即，作为具有多个未封装芯片的单个晶圆)、裸芯或封装形式来分发所得到的集成电路芯片。在后一种情况下，芯片安装在单芯片封装中(诸如塑料载体，具有固定到母板或其他更高级载体的引线)或多芯片封装中(诸如具有表面互连或掩埋的互连中的一个或两个的陶瓷载体)。在任何情况下，芯片可以与其他芯片、分立电路元件和/或其他信号处理器件集成在一起，作为诸如主板之类的中间产品或最终产品的一部分。最终产品可以是包括集成电路芯片的任何产品。
85.以下定义和缩写用于解释权利要求和说明书。如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“含有(contain)”或“含有(containing)”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含。例如，包括一系列元素的组合物、混合物、过程、方法、制品或装置不一定仅限于那些元素，而是可以包括没有明确列出的或这种组合物、混合物、过程、方法、制品或装置固有的其他元素。
86.如本文所用，元件或组件前的冠词“一”和“一个”旨在对该元件或组件的实例数量(即出现次数)没有限制。因此，“一”或“一个”应该被理解为包括一个或至少一个，并且该元件或组件的单数形式也包括复数，除非该数字显然意味着单数。
87.如本文所用，术语“量子阱”为非限制性术语，并非仅指量子阱实施例，而是可涵盖所有可能的量子发射系统，如量子点和量子线。
88.本文所用术语“发明”或“本发明”为非限制性术语，并非指特定发明的任何单一方面，而是涵盖说明书和权利要求书中所述的所有可能的方面。
89.本发明各种实施例的描述仅用于说明目的，并非旨在穷尽或限制所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上发现的技术的技术改进，或者使本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

技术特征：

1.一种用于制造半导体结构的方法，所述方法包括：制造第一材料的光子晶体结构；选择性地去除所述光子晶体结构的预定义部分内的第一材料；以及通过选择性外延，用一个或多个第二材料替换所述光子晶体结构的所述预定义部分内的第一材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光子晶体结构的所述预定义部分是所述光子晶体结构的中心部分。3.根据权利要求1所述的方法，其中，制造所述光子晶体结构包括：提供包括第一材料层的晶圆；以及图案化所述第一材料层，从而制造第一材料的所述光子晶体结构。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述晶圆是绝缘体上硅晶圆，包括绝缘层上的硅层。5.根据权利要求3所述的方法，其中，用一种或多种第二材料替换所述第一材料包括在晶圆的横向方向上生长所述一种或多种第二材料。6.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述晶圆的横向方向上生长具有预定义的掺杂分布的所述一种或多种第二材料。7.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述晶圆的横向方向上生长两个不同的第二材料，从而形成一个或多个横向异质结。8.根据权利要求1所述的方法，其中，选择性地去除所述光子晶体结构的所述预定义部分内的所述第一材料包括：用第三材料封装所述第一材料的所述光子晶体结构；选择性地去除所述光子晶体结构的所述预定义部分中的第三材料的部分，以向所述第一材料提供窗口；以及通过所述窗口选择性地去除所述第一材料的部分，从而创建所述第三材料的模板结构，其中，所述第一材料的剩余部分形成所述一种或多种第二材料的晶种结构。9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过所述窗口选择性地去除所述第一材料的所述预定义部分包括执行所述第一材料的选择性蚀刻。10.根据权利要求8所述的方法，其中，用所述一种或多种第二材料替换所述第一材料包括在所述第三材料的所述模板结构内从所述晶种结构生长所述一种或多种第二材料。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料的所述光子晶体结构包括所述第一材料的多个棒。12.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述模板结构内生长所述一种或多种第二材料后，去除所述第一材料的所述晶种结构。13.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述一种或多种第二材料提供电触点。14.根据权利要求1所述的方法，其中，图案化所述第一材料包括基于hbr化学执行蚀刻。15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一种或多种第二材料的生长通过以下各项之一执行：金属有机化学气相沉积mocvd、大气压cvd、低压或减压cvd、超高真空cvd、分子束外延mbe、原子层沉积ald以及氢化物气相外延。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一种或多种第二材料是光学活性材料。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一种或多种第二材料是从包括以下各项的组中选择的：inp、ingaas、algaas、gaas、gan、ingan、algan、其三元或四元合金、ii-vi族半导体和iv族半导体。18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料是硅。19.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述晶种结构的第三材料是介电材料，尤其是氧化物。20.一种通过根据权利要求1的所述方法可获得的半导体器件。21.一种半导体器件，包括：半导体衬底；所述半导体衬底上的绝缘层；以及在所述绝缘层上的光子晶体结构，所述光子晶体结构包括所述光子晶体结构的外部部分中的第一材料和在所述光子晶体结构的中心部分的一种或多种第二材料，其中，所述一种或多种第二材料是外延生长的半导体材料，其形成在所述衬底的横向方向上延伸的增益结构。22.根据权利要求21所述的半导体器件，其中，所述第一材料是硅，所述一种或多种第二材料是从包括以下各项的组中选择的：inp、ingaas、algaas、gaas、gan、ingan、algan、其三元或四元合金、ii-vi族半导体和iv族半导体。23.根据权利要求21所述的半导体器件，其中，所述一种或多种第二材料包括在所述衬底的横向方向上的预定义掺杂分布。24.根据权利要求21所述的半导体器件，其中，所述中心部分包括两种不同的半导体材料，其在所述衬底的横向方向上形成异质结。25.根据权利要求21所述的半导体器件，其中，所述光子晶体结构是一维、二维或三维光子晶体晶格。

技术总结

一种用于制造半导体结构的方法。该方法包括制造第一材料的光子晶体结构(113)，以及选择性地去除光子晶体结构(113)的预定义部分内的第一材料，该第一材料尤其是第一半导体材料。该方法还包括通过选择性外延，用一种或多种第二材料替换光子晶体结构(113)的预定义部分内的第一材料。该一种或多种第二材料尤其可以是半导体材料。通过这种方法可获得的器件。通过这种方法可获得的器件。通过这种方法可获得的器件。