CN111710751A - 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法 - Google Patents

硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111710751A
CN111710751A CN202010596166.XA CN202010596166A CN111710751A CN 111710751 A CN111710751 A CN 111710751A CN 202010596166 A CN202010596166 A CN 202010596166A CN 111710751 A CN111710751 A CN 111710751A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon
electrode
photodetector array
avalanche photodetector
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010596166.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陈仙
张静
张培健
唐昭焕
崔伟
谭开洲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 24 Research Institute
Original Assignee
CETC 24 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 24 Research Institute filed Critical CETC 24 Research Institute
Priority to CN202010596166.XA priority Critical patent/CN111710751A/zh
Publication of CN111710751A publication Critical patent/CN111710751A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/142—Energy conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本申请提供一种硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法，该探测器阵列包括：具有高掺杂的硅衬底；SACM‑APD器件单元，其在所述硅衬底上呈阵列状排布；在所述硅衬底表面形成外延结构；贯穿所述外延结构且隔离所述SACM‑APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，所述N电极的格眼对应所述SACM‑APD器件单元。本申请通过在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列中各个SACM‑APD器件单元偏置条件相同，提升了硅基锗雪崩光电探测器阵列一致性和整体性能。

Description

硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法
技术领域
本申请涉及硅基雪崩光电探测器技术领域，特别是涉及一种基于硅原位掺杂技术精确定义电荷区尺寸的、吸收与倍增/电荷区相分离的高密度雪崩光电探测器阵列及其制备方法。
背景技术
具有吸收区-电荷区-倍增区分离(SACM)结构的APD(Avalanche Photodiode)作为一种新型光电探测器已成为APD器件研究的重点。硅基Ge雪崩光电探测器(SACM-APD)由于其利用Ge材料的光吸收特性和硅材料的低雪崩噪声特性，且与标准CMOS工艺兼容，具有灵敏度高、体积小、增益大、低成本等众多优势已经广泛应用于光纤通信、激光测距、激光引信、光谱测量、遥感测量、医学影象诊断、环境监测和军事侦察等方面，是激光强度定向测距(Laser Intensity Direction and Ranging，LIDAR，即激光雷达)系统、3D激光扫描系统、核医学成像系统、高能物理系统等高新技术实践中的核心器件。
然而，现有SACM-APD器件电荷区具有调节吸收区与倍增区电场分布的作用，同时对掺杂分布和浓度非常敏感，由于离子注入+退火工艺很难实现对APD器件电荷区厚度和掺杂分布的精确控制，从而影响器件性能，尤其影响APD器件阵列性能一致性；另外，在APD器件阵列中，随着阵列密度的提升，单个器件所占面积缩小，临近APD器件单元因隔离不彻底和结构限制，存在光电串扰的问题，影响整个系统响应度、线性度等特性；还有，不同APD器件单元位置不同，具有不同的分布参数，导致APD器件偏置条件不一致，从而致使阵列器件工作状态不一致，导致总体性能下降。因此，如何有效彻底地确保APD器件阵列性能是本领域目前面临的一个难题。
申请内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法，用于至少部分地解决上述技术问题之一。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种硅基锗雪崩光电探测器阵列，包括：
具有高掺杂的硅衬底；
SACM-APD器件单元，其在所述硅衬底上呈阵列状排布；
在所述硅衬底表面形成外延结构；
贯穿所述外延结构且隔离所述SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，所述N电极的格眼对应所述SACM-APD器件单元。
本申请第二方面提供一种硅基锗雪崩光电探测器阵列制备方法，包括：
提供衬底；在所述衬底表面上形成外延结构，所述外延结构包括：在所述衬底表面外延生长本征硅层，利用原位掺杂工艺在所述本征硅层表面外延生长P型硅层，在所述P型硅层表面外延生长本征锗层；
贯穿所述外延结构且用于隔离SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
对所述本征锗层刻蚀形成P型掺杂区阵列，且在所述P型掺杂区阵列形成P电极；刻蚀所述衬底在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极；
所述N电极的格眼与所述SACM-APD器件单元中心相对应，所述通孔电极与N电极电性相连。
如上所述，本申请的硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法，具有以下有益效果：
本申请通过在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列中各个SACM-APD器件单元偏置条件相同，提升了硅基锗雪崩光电探测器阵列一致性和整体性能；同时，利用第一沟槽结构彻底隔离所述SACM-APD器件单元，避免了光电串扰，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列的响应度和线性度。
附图说明
图1显示为本申请实施例提供的一种高密度硅基锗雪崩光电探测器阵列结构示意图；
图2显示为本申请实施例提供的一种高密度硅基锗雪崩光电探测器阵列背面的网格状电极结构示意图；
图3显示为本申请实施例提供的一种高密度硅基锗雪崩光电探测器阵列衬底和外延结构示意图；
图4显示为本申请实施例提供的一种硅基锗雪崩光电探测器阵列制备方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，为本申请实施例提供的一种高密度硅基锗雪崩光电探测器阵列结构示意图，包括：
具有高掺杂的硅衬底1；
该高掺杂硅衬底为N++型硅衬底，所述衬底硅的掺杂浓度大于1*1019cm-3；
SACM-APD器件单元，其在所述硅衬底上呈阵列状排布；
在所述硅衬底1表面形成外延结构；
贯穿所述外延结构且隔离所述SACM-APD器件单元的第一沟槽结构6，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构6，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
在所述硅衬底1背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极5，所述N电极5的格眼对应所述SACM-APD器件单元。
其中，所述外延结构包括依次层叠在在所述硅衬底1表面的本征硅层2、P型硅层3以及本征锗层4，详见图3。
具体地，在所述衬底表面外延生长本征硅层2(倍增层)，例如，本征硅层可采用CVD、分子束外延等高精度工艺实现，从而确保整个阵列区域本征硅外延层厚度的均匀性，所述本征硅层的厚度为50-400nm；例如，该本征硅层厚度可以为50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等。
利用原位掺杂工艺在所述本征硅层2表面外延生长P型硅层3(电荷层)，例如，P型硅层为探测器阵列的电荷区，起电场调节作用，其厚度和掺杂分布非常关键，为了确保该层厚度和掺杂分布的精确控制；P型硅层厚度为30-300nm，例如，可以为30nm、60nm、90nm、120nm、150nm、180nm、210nm、240nm、270nm、300nm等。
在所述P型硅层3表面外延生长本征锗层4(吸收层)，例如，本征Ge层是器件的感光层，起光电转换的关键作用，本征Ge层的外延质量对器件的整体性能至关重要，因此，所述本征锗层的厚度为0.5-2um，例如，该本征锗层厚度可以为500nm、1000nm、1500nm、2000nm等。
在一些实施例中，所述P型硅层掺杂浓度为5*1014-5*1016cm-3。在外延层生长过程中，利用原位掺杂方法控制P型硅层的厚度和浓度。
在一些实施例中，利用原位掺杂工艺控制所述P型硅层的掺杂分布与厚度，代替离子注入工艺实现P-电荷区的杂质分布控制，可实现P-区杂质分布的高精度控制，有利于Ge雪崩探测器阵列单元器件性能稳定性和一致性控制，且采用原位掺杂工艺，在兼容CMOS标准工艺前提下，工艺过程更简单。
在一些实施例中，所述第一沟槽结构深度大于所述外延结构厚度，例如，第一沟槽结构深度大于外延结构厚度的1.1倍，最佳厚度选择所述第一沟槽结构深度与探测器阵列厚度相同。通过贯穿所述外延结构且隔离所述SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，一方面，沟槽结果必须贯穿整个器件层，保证后续背面电极(N电极)与正面电极(P电极)连接良好；另一方面，采用上述结构的第一沟槽结构确保了临近SACM-APD器件单元的彻底隔离，避免了光电串扰，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列的响应度和线性度。
在一些实施例中，所述探测器阵列厚度小于等于100微米，控制探测器阵列厚度，便于集成应用。
请参阅图2，为本申请实施例提供的一种高密度硅基锗雪崩光电探测器阵列背面的网格状电极结构示意图，包括：
在一些实施例中，所述通孔电极与N电极电性连接。在本实施例中，所述通孔电极的孔径为2微米，当然，在其他的实施例中，所述通孔电极的孔径至少大于等于1微米，例如，该孔径也可以为如1微米、3微米、5微米、7微米等。其中，通孔电极的孔径的选择需要在满足金属电极的填充质量的情况下，尽可能做小，以减小芯片的尺寸；所述通孔电极截面形状可为正梯形、倒梯形、垂柱形等不同单一形状，也可以是由不同单一形状组合的形状；具有通孔电极的第二沟槽结构至少为一个，确保通孔电极与N电极导电相连，该通孔电极为N型金属电极，即，作为基锗雪崩光电探测器阵列的N电极通过通孔电极与背面的网格结构的N电极电连接。
在一些实施例中，所述格眼的面积大于所述SACM-APD器件单元的面积，且每个格眼的中心与对应的SACM-APD器件单元中心相对应，确保入射的光能够顺利到进入到SACM-APD器件单元，实现探测器的工作性能。
另外，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；其中，该所述绝缘介质选用为二氧化硅层及氮化硅层中的一种或两种组成的叠层，所述绝缘介质可以防止后续N电极金属与P电极金属接触导致的短路情况。当然，也可以采用其它种类的绝缘材料，并不限于此处所列举的示例。
在所述硅衬底1背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极5，所述N电极5的格眼对应所述SACM-APD器件单元，网格电极结构保证Ge雪崩光电探测器阵列背面处于同一电位，进而确保Ge雪崩光电探测器阵列所有单元器件偏置的一致性，提升探测器阵列器件一致性和整体性能。
在一些实施例中，所述本征锗层表面形成P型锗掺杂区阵列7，所述P型锗掺杂区阵列的掺杂浓度大于1*1019cm-3，由于P型锗掺杂区阵列当作电极连接使用，因此，必须使其浓度大于1*1019cm-3以保证其导电性。
藉由上述各示例，硅基锗雪崩光电探测器阵列还包括：P电极8，通过欧姆接触与锗吸收区4中的P型锗掺杂区7相连接，作为硅基锗雪崩光电探测器阵列的P电极。
请参阅图4，为本申请实施例提供了上述硅基锗雪崩光电探测器的制备方法，详述如下：
步骤S1，提供衬底；在所述衬底表面上形成外延结构，所述外延结构包括：在所述衬底表面外延生长本征硅层，利用原位掺杂工艺在所述本征硅层表面外延生长P型硅层，在所述P型硅层表面外延生长本征锗层；
具体地，选取N++型硅片作为衬底，控制所述衬底硅的掺杂浓度大于1*1019cm-3；
在此，在所述衬底表面外延生长本征硅层2，例如，本征硅层可采用CVD、分子束外延等高精度工艺实现，从而确保整个阵列区域本征硅外延层厚度的均匀性，所述本征硅层的厚度为50-400nm。
利用原位掺杂工艺在所述本征硅层2表面外延生长P型硅层3，例如，P型硅层为探测器阵列的电荷区，起电场调节作用，其厚度和掺杂分布非常关键，为了确保该层厚度和掺杂分布的精确控制；P型硅层厚度为30-300nm。
在所述P型硅层3表面外延生长本征锗层4，例如，本征Ge层是器件的感光层，起光电转换的关键作用，本征Ge层的外延质量对器件的整体性能至关重要，因此，所述本征锗层的厚度为0.5-2um。
步骤S2，贯穿所述外延结构且用于隔离SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
步骤S3，对所述本征锗层进行刻蚀形成P型掺杂区阵列，且在所述P型掺杂区阵列形成P电极；刻蚀所述衬底在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极；
具体地，位于本征锗层上在P型掺杂区阵列之间刻蚀沟槽结构，其中，包括第一沟槽结构与第二沟槽结构，而第二沟槽结构中的通孔电极与网格结构N电极电性连接。
步骤S4，所述N电极的格眼与所述SACM-APD器件单元中心相对应，所述通孔电极与N电极电性相连。
在此，需要说明的是，采用该方法制备上述结构的硅基锗雪崩光电探测器阵列，因此，针对探测器阵列的结构、技术细节与技术效果不再重复赘述，请参照上述实施例。
在本实施例中，采用原位掺杂工艺代替离子注入工艺实现P-电荷区的杂质分布控制，可实现P-区杂质分布的高精度控制，有利于Ge雪崩探测器阵列单元器件性能稳定性和一致性控制，且采用原位掺杂工艺，在兼容CMOS标准工艺前提下，工艺过程更简单。
背面网格电极结构可保证Ge雪崩光电探测器阵列背面处于同一电位，进而确保Ge雪崩光电探测器阵列所有单元器件偏置的一致性，提升探测器阵列器件一致性和整体性能。
特别地，在硅基Ge雪崩光电探测器阵列扫描工作模式下，临近Ge雪崩光电探测器单元不同时工作，可进一步降低Ge雪崩光电探测器单元间的光电串扰，从而可进一步提升Ge雪崩光电探测器阵列的密度。
综上所述，本申请通过在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列中各个SACM-APD器件单元偏置条件相同，提升了硅基锗雪崩光电探测器阵列一致性和整体性能；同时，利用第一沟槽结构彻底隔离所述SACM-APD器件单元，避免了光电串扰，确保了硅基锗雪崩光电探测器阵列的响应度和线性度。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，包括：
具有高掺杂的硅衬底；
SACM-APD器件单元，其在所述硅衬底上呈阵列状排布；
在所述硅衬底表面形成外延结构；
贯穿所述外延结构且隔离所述SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极，所述N电极的格眼对应所述SACM-APD器件单元。
2.根据权利要求1所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述外延结构包括依次层叠的本征硅层、P型硅层以及本征锗层。
3.根据权利要求1或2所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述第一沟槽结构深度大于所述外延结构厚度。
4.根据权利要求3所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述第一沟槽结构深度与探测器阵列厚度相同。
5.根据权利要求1所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述探测器阵列厚度小于等于100微米。
6.根据权利要求1所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述通孔电极与N电极电性连接。
7.根据权利要求1所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述格眼的面积大于等于所述SACM-APD器件单元的面积。
8.根据权利要求2所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述本征硅层的厚度为50-400nm；所述P型硅层的厚度为30-300nm；所述本征锗层的厚度为0.5-3um。
9.根据权利要求2或8所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述衬底硅的掺杂浓度大于1*1019cm-3；所述P型硅层掺杂浓度为5*1014-5*1016cm-3。
10.根据权利要求2所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，利用原位掺杂工艺控制所述P型硅层的掺杂分布与厚度。
11.根据权利要求2或10所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述本征锗层表面形成P型锗掺杂区阵列。
12.根据权利要求11所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，所述P型锗掺杂区阵列的掺杂浓度大于1*1019cm-3。
13.根据权利要求12所述的硅基锗雪崩光电探测器阵列，其特征在于，还包括：P电极，填充于所述P型锗掺杂区阵列上。
14.一种硅基锗雪崩光电探测器阵列制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供衬底；在所述衬底表面上形成外延结构，所述外延结构包括：在所述衬底表面外延生长本征硅层，利用原位掺杂工艺在所述本征硅层表面外延生长P型硅层，在所述P型硅层表面外延生长本征锗层；
贯穿所述外延结构且用于隔离SACM-APD器件单元的第一沟槽结构，贯穿所述外延结构且形成通孔电极的第二沟槽结构，所述第一沟槽结构与第二沟槽结构沉淀绝缘介质；
对所述本征锗层刻蚀形成P型掺杂区阵列，且在所述P型掺杂区阵列形成P电极；刻蚀所述衬底在所述硅衬底背离所述外延结构的一面形成有网格结构N电极；
所述N电极的格眼与所述SACM-APD器件单元中心相对应，所述通孔电极与N电极电性相连。
CN202010596166.XA 2020-06-24 2020-06-24 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法 Pending CN111710751A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010596166.XA CN111710751A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010596166.XA CN111710751A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111710751A true CN111710751A (zh) 2020-09-25

Family

ID=72542915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010596166.XA Pending CN111710751A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111710751A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0086928A1 (en) * 1982-02-19 1983-08-31 National Aeronautics And Space Administration Imaging X-ray spectrometer
CN101341600A (zh) * 2005-12-26 2009-01-07 日本电气株式会社 半导体光学元件
CN104103649A (zh) * 2014-07-23 2014-10-15 杭州电子科技大学 一种具有谐振腔增强效应栅格阵列型的soi光电探测器
CN104752341A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 上海丽恒光微电子科技有限公司 红外雪崩二极管阵列装置及形成方法、激光三维成像装置
CN105720129A (zh) * 2014-12-10 2016-06-29 硅光电科技股份有限公司 高速锗/硅雪崩光电二极管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0086928A1 (en) * 1982-02-19 1983-08-31 National Aeronautics And Space Administration Imaging X-ray spectrometer
CN101341600A (zh) * 2005-12-26 2009-01-07 日本电气株式会社 半导体光学元件
US20090160033A1 (en) * 2005-12-26 2009-06-25 Nec Corporation Semiconductor optical element
CN104752341A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 上海丽恒光微电子科技有限公司 红外雪崩二极管阵列装置及形成方法、激光三维成像装置
CN104103649A (zh) * 2014-07-23 2014-10-15 杭州电子科技大学 一种具有谐振腔增强效应栅格阵列型的soi光电探测器
CN105720129A (zh) * 2014-12-10 2016-06-29 硅光电科技股份有限公司 高速锗/硅雪崩光电二极管

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
章吉良，杨春生等: "《微机电系统及其相关技术》", 31 December 1999 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8664578B2 (en) Image sensor with reduced crosstalk having an isolation region with a second trench in the electrically conductive material of a first trench
US6670258B2 (en) Fabrication of low leakage-current backside illuminated photodiodes
TWI774545B (zh) 高速光偵測裝置
US7525170B2 (en) Pillar P-i-n semiconductor diodes
TWI517368B (zh) 背側照射型互補式金氧半導體影像感測器的製造方法
US20090179293A1 (en) Image sensor and method for manufacturing the same
TW201013953A (en) Integrated photodiode for semiconductor substrates
CN111769126B (zh) 感光像素模块、图像传感器及电子设备
CN112331684B (zh) 图像传感器及其形成方法
JP2015177191A (ja) Ｃｍｏｓイメージセンサ
CN113053929A (zh) 半导体结构、影像感测器和半导体结构的形成方法
CN111710751A (zh) 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法
KR20050051205A (ko) 포토 다이오드 및 이의 제조 방법
KR102579596B1 (ko) 게르마늄 함유 광 검출기 및 그 형성 방법
CN112331685B (zh) 图像传感器及其形成方法
CN115377241A (zh) 一种soi上单片光电集成的平面型雪崩光电探测阵列芯片及其制备方法
US6228674B1 (en) CMOS sensor and method of manufacture
JP2017183453A (ja) ＳｉＧｅフォトダイオード
KR100709645B1 (ko) 방사 경화된 가시성 ｐ-ｉ-ｎ 검출기
CN112216767B (zh) 半导体光敏器件的制造
US20090166789A1 (en) Image sensor and method for manufacturing the same
US20220181361A1 (en) Pixel arrays including heterogenous photodiode types
US20220278148A1 (en) Tilted transfer gate for advanced cmos image sensor
CN116266599A (zh) 图像传感器的形成方法
CN118507580A (zh) 探测器件芯片组件、制造方法及其相关设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200925

RJ01 Rejection of invention patent application after publication