CN112289892B - 一种光电探测器及其制造方法 - Google Patents
一种光电探测器及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112289892B CN112289892B CN202011202290.XA CN202011202290A CN112289892B CN 112289892 B CN112289892 B CN 112289892B CN 202011202290 A CN202011202290 A CN 202011202290A CN 112289892 B CN112289892 B CN 112289892B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- germanium
- silicon
- silicon substrate
- photodetector
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 32
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 27
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 24
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 15
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- -1 rain Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- H01L31/18—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
-
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- 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
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
-
- 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
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种光电探测器的制造方法，包括步骤：第一步，于晶圆硅正面形成绝缘层（2），绝缘层下晶圆硅为硅衬底层（1）；第二步，按照预设的图案，刻蚀出贯穿于绝缘层层（2）、伸入硅衬底层（1）的凹槽（3）；第三步，在凹槽（3）内填充材料锗，生长出锗探测层（4）；对晶元硅背面进行整体减薄，直到界面处有缺陷（5）的锗探测层也被去除。本发明还涉及上述制造方法制造的光电探测器。本发明主要是通过工艺和结构的改进，以获得优质的光电二极管的探测层，并且使得光电探测器表面的暗电流得以降低，提高光电探测器的质量和探测性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种光电探测器及其制造方法。
背景技术
短波红外是指波长在1～2.5um之间的红外波段，所有的物体都能够反射环境中普遍存在的短波红外辐射。相较可见光成像而言，采用短波红外成像具有以下几方面优势：1、具有微光夜视功能；2、穿透烟、雨、雾、霾能力强，能更好的分辨细节；3、穿透生物体较深，能够进行医疗诊断；4、能通过材料的吸收峰值判断矿藏及材料分选等等。此外，光纤通信中通常采用短波红外进行信息传输，因此性能优异的短波红外探测器具有广泛的应用价值。
硅基光电探测器是短波红外探测的核心器件之一，也是硅基光通信系统的关键器件之一。采用硅Si材料作为光电二极管(PD)对红外吸收的量子效率低下，特别是对于1um以上的波段几乎没有吸收，随着近年来硅基锗材料外延技术的突破性进展，以锗为探测层的光电探测器，成为了当今研究的一大热点，因为锗Ge的带隙比Si更小，吸收截止波长能达到1.6um，且对短波红外的吸收效率明显高于Si，因此采用在Si衬底上采用锗Ge制作光电二极管(PD)，一方面可吸收短波红外，另一方面可依托于Si集成电路的优势进行生产制造，兼顾了硅基光电子集成和对光通讯波段的高效探测。
然而现有技术中，常规的光电探测器的制造工艺过程如图1所示，根据图1的制造工艺流程得到的光电探测器的结构如图2所示。现有技术的光电探测器的主要制造步骤经简单的概括包括：
在Si衬底层1正面进行离子注入形成P型和N型电极区域、生长二氧化硅(SiO2)层2；，根据预设的图案，从正面刻蚀生成凹槽3，所述的凹槽3底部止于Si衬底1与SiO2层2的界面；凹槽3内，进行光电二极管(PD)的生长，即在所述凹槽3内填充探测层4。
根据图1的制造工艺流程得到的光电探测器的结构如图2所示，所述的光电探测器包括了Si片，位于正面的SiO2层2和背面的Si衬底层1，穿过SiO2层2并止于Si衬底层1的凹槽3，所述凹槽3内生长有填充材料的探测层4，但是很显然的，在探测层4与Si衬底层1之间有界面存在，界面处会有缺陷5存在，该缺陷比如悬挂键等等。
发明内容
本发明一方面所涉及的一种光电探测器的制造方法，包括了如下的步骤：
第一步，对晶圆硅正面进行离子注入形成电极区域、生长绝缘层例如二氧化硅层，绝缘层下的晶圆硅材料成为硅衬底层。
第二步，按照预设的图案，刻蚀出贯穿绝缘层，伸入硅衬底层的凹槽。
第三步，在凹槽内填充材料锗，生长出锗探测层；对晶圆硅背面进行整体减薄直到界面处有缺陷的锗探测层也被去除。
本发明采用锗作为探测层，利用大规模集成电路制造优势进行生产制造，同时兼顾了硅基光电子集成和对光通讯波段的高效探测，提高了短波红外的吸收效率；同时由于锗层直接生长在Si衬底层上，由于硅Si和锗Ge的接触面具有约4.2％的晶格失配度，使得锗Ge在硅Si表面外延时，会在界面处产生大量的位错和缺陷，导致锗Ge探测器的暗电流较大，影响探测器的性能，通过除去缺陷的锗探测层进行工艺上的改进。
实际工艺过程中，为了降低工艺难度，刻蚀出贯穿绝缘层、伸入硅衬底层的所述凹槽可以采取至少分两步走的工艺：首先刻蚀出贯穿绝缘层，停止于硅衬底层与绝缘层的界面处；然后继续刻蚀所述凹槽使得所述凹槽伸入硅衬底层。无论分几步刻蚀，所述凹槽刻蚀硅衬底层的深度优选为200～500nm。所述前后刻蚀工艺可以采取完全相同的刻蚀工艺或机台类型，也可以根据需要采取不相同的刻蚀工艺或机台类型。同样的道理，对于所述晶圆硅背面进行减薄工艺，也可以采取至少分两步走的工艺：首先进行整体减薄，止于硅衬底层和锗探测层的界面处；其次继续减薄锗探测层，直到去除界面处有缺陷的锗探测层。最终减薄锗探测层的厚度优选为20～150nm。同样的道理，所述前后减薄工艺可以采取完全相同的减薄工艺或机台类型，也可以根据需要采取不相同的减薄工艺或机台类型。
为了保护上述工艺，降低缺陷，还可以在上述第三步工艺步骤完成后，在光电探测器的背面生长钝化层，所述钝化层优选为High K材料。具体可以采用HfO2或者Al2O3等highK材料；厚度根据实际工艺调整一般优选为5～200nm。
在第一步中，优选所述二氧化硅层的厚度为200～800nm。
此外，生长钝化层工艺之前，可以先在减薄后的锗探测层表面用DPO或者ALD的工艺方法，生长一层质量较好的SiO2层，以降低锗探测层表面的悬挂键，随此也相应改变了光电探测器的构成。也就是说，在光电探测器的背面整体进行钝化层生长之前，在背面整体削减了锗探测层的厚度，去除了有缺陷的锗探测层后，在锗探测层的表面生长了一层SiO2，以优化锗探测层的质量，降低表面悬挂键，优选SiO2层的厚度为1～6nm。
通过上述制造方法中进一步地对缺陷密度较大的锗探测层进行减薄去除，保留优质的锗探测层，降低了光电探测器硅锗界面处晶格失配造成的缺陷。
本发明还提供了一种光电探测器，包括硅衬底层、在硅衬底层正面生长绝缘层，其特征在于，还设有贯穿所述硅衬底层、绝缘层的凹槽，所述凹槽里填充有锗探测层。所述光电探测器还可以包括了位于硅衬底层背面的High K材料形成的钝化层。通过对硅衬底层背面利用High K材料形成钝化层，可进一步降低暗电流的影响。再进一步的，在锗探测层和High K材料形成的钝化层之间还可以设有SiO2层。SiO2层的形成有利于进一步降低暗电流的影响。
本发明的有益效果在于，1)明显去除了锗光电探测器中的锗硅界面处的晶格失配的有缺陷的材质，提高了探测性能；2)通过对减薄后的锗探测层表面进行外延生长二氧化硅层，降低表面悬挂键，获得质量更好的锗探测层，提高了探测性能；3)通过光电探测器背面的钝化层，有效降低了暗电流，从而提高了背照式锗光电二极管(Ge PD)的光电探测性能。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1现有技术的硅锗光电探测器的制造工艺流程图。
图2为现有技术的硅锗光电二极管改进前的结构示意图。
图3为本发明实施例1的光电探测器的工艺流程示意图。
图4为本发明实施例1的光电探测器的结构示意图。
图5为本发明实施例2的工艺流程图,同时示意了实施例1的工艺流程，方便查看、对比。
图6为本发明实施例2的结构示意图。
图中出现的符号：1–硅衬底层；2-二氧化硅层；3-凹槽；4-锗探测层；5-硅锗界面的缺陷；6-钝化层；7-介于锗与钝化层之间的SiO2层；
其中，图2等结构图上的若干“x”，是表示硅Si和锗Ge界面的缺陷5，包括晶格失配以及悬挂键等。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本具体实施方式中为了描述的方便，会列出具体的工艺方式、机台等，并不意味着工艺方式、机台仅限定为所列出的示例。如采用CVD生长二氧化硅层，并不意味着二氧化硅层仅能采用CVD工艺生长，其他符合发明目的工艺、机台均有可能被采用。
实施例一
本实施例提供一种光电探测器的制造方法，具体制造流程如图3所示，为了描述的方便和与流程图相匹配的目的，本实施例的第一步、第二步等具体内容并不严格和发明内容部分描述的第一步、第二步等具体步骤内容一一对应。所述光电探测器的制造方法包括如下步骤：
第一步，以晶圆硅的一面为光电探测器的正面，并从正面对晶圆硅通过例如注入离子等方式形成P型和N型电极区域后，采用例如CVD工艺生长形成绝缘层如二氧化硅层2，剩余的晶圆硅成为硅衬底层1，成为光电探测器的背面；本实施例中，优选二氧化硅层2的厚度为200～800nm。
第二步，按照预设的图案，刻蚀出贯穿于二氧化硅层2，并止于硅衬底层1与二氧化硅层2的界面的凹槽3；预设的图案可以通过黄光等工艺形成。
第三步，沿着第二步形成的凹槽3，继续刻蚀所述硅衬底层1，使得所述凹槽3伸入硅衬底层1；本实施例中，优选所述凹槽3伸入硅衬底层1的深度为200～500nm。
第四步，在凹槽3内填充材料锗，生长出锗探测层4；由于在锗与硅界面处有缺陷5，包括晶格失配造成的缺陷与表面的悬挂键等，于是进行了以下步骤；
第五步，对硅衬底层1远离二氧化硅层2的表面即背面整体减薄，并止于硅衬底层1和锗探测层4的界面处。
第六步，从硅衬底层1和锗探测层4的界面处起，继续减薄锗探测层4，直到界面处有缺陷5的锗探测层4也被去除；本实施例中，从锗和硅界面进一步减薄的厚度优选为20～150nm。
第七步，在光电探测器的背面用High K材料进行钝化层6的生长,以进一步降低表面暗电流；本实施例采用HfO2或者Al2O3等high K材料生长钝化层6，优选钝化层6的厚度为5～200nm。
根据如上所述的光电探测器制造方法的步骤，本优选实施例获得的光电探测器的结构如图4所示，所述的光电探测器包括根据本发明的优选实施例一的制造方法，得到如图4所示的光电探测器，包括了背面的硅衬底层1、在硅衬底层1上正面生成的二氧化硅层2、以及贯穿二氧化硅层2并外延生长进入硅衬底层1的锗探测层4，还包括了位于硅衬底层1的背面的钝化层6。
实施例二
如图5所示，在按照具体实施例一同样的步骤完成了第六步后，在实施例二中增加了如下的步骤：
第七步，在减薄后的锗探测层4表面，再用DPO或者ALD的工艺方法，生长一层质量较好的SiO2层7，降低表面悬挂键，获得质量更好的锗探测层，更加优化光电探测器地性能。本实施例二中，优选SiO2层7的厚度为1～6nm。
第八步,在光电探测器的背面用High K材料进行钝化层的生长。
根据本发明优选实施例二的制造方法，得到如图6所示的光电探测器，包括了硅衬底层1、在硅衬底层1正面生成的二氧化硅层2、以及贯穿二氧化硅层2并外延生长进入硅衬底层1的锗探测层4，还包括了位于硅衬底层1背面的钝化层6，以及在锗探测层和钝化层之间的SiO2层7。
根据图2、4、6三个结构示意图进行比较，本发明的两个实施例的结构图4、图6中，光电探测器的缺陷5(图中的“x”)都得到了去除，而现有技术的光电探测器的结构图2中，所述的缺陷5(图中的“x”)是无法去除的。
本发明与现有技术相比，有以下几方面的改进：
1)现有技术中的探测层，仅仅伸入到SiO2层与硅衬底的交接界面，如图中的“x”所示，界面处的缺陷没法削减。而本发明的光电探测器结构中，光电探测器的锗探测层，不仅穿过了绝缘层二氧化硅层，还伸入了硅衬底层中，使得后续工艺中，在对背面的硅衬底层减薄时，有机会去除现有技术中所存在的硅锗界面处晶格失配的缺陷层，仅留下了质量好的锗探测层。
2)本发明采用HfO2或者Al2O3等high K材料作为光电探测器背面的钝化层，以降低表面的暗电流。
3)本发明在减薄后的锗探测层表面，用DPO或者ALD生长了一层质量较好的SiO2层，以降低表面缺陷和悬挂键，提高了探测性能。
本发明所述的光电探测器及其制造方法，明显去除了有缺陷的材质，改善了光电探测器的内在质量，降低了锗探测层的表面暗电流，从而提高了背照式Ge PD的光电探测性能。
当然，本发明的构思对其他种类的基底和探测器材料，以及其他结构的探测器也可沿用。上述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种光电探测器的制造方法，其特征在于:包括如下步骤：
第一步，于晶圆硅正面形成绝缘层，所述绝缘层下晶圆硅为硅衬底层(1)；
第二步，按照预设的图案，刻蚀出贯穿于所述绝缘层并伸入硅衬底层(1)的凹槽(3)；
第三步，在凹槽(3)内生长出锗探测层；对晶圆硅背面进行整体减薄，直到界面处有缺陷(5)的锗探测层也被去除。
2.如权利要求1所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，所述第三步工艺后还包括：于晶圆硅背面生长钝化层(6)，所述钝化层为High K材料。
3.如权利要求1或2所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，刻蚀所述凹槽的工艺具体分为：首先刻蚀出贯穿绝缘层，停止于硅衬底层与绝缘层的界面处；然后继续刻蚀所述凹槽使得所述凹槽伸入硅衬底层。
4.如权利要求1或2所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，所述晶圆硅背面进行减薄工艺分为：首先进行整体减薄，止于硅衬底层和锗探测层的界面处；其次继续减薄锗探测层，直到去除界面处有缺陷的锗探测层。
5.如权利要求1或2所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为二氧化硅层,厚度为200～800nm。
6.如权利要求3所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，所述凹槽(3)刻蚀于硅衬底层(1)的深度为200～500nm。
7.如权利要求4所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，最终减薄锗探测层的厚度为20～150nm。
8.如权利要求2所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，生长所述钝化层(6)的High K材料为HfO2或者Al2O3材料，且钝化层的厚度为5～200nm。
9.如权利要求1或2中任一项所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，在有界面处缺陷(5)的锗探测层去除工艺之后、晶圆硅背面生长钝化层(6)工艺之前，还包括步骤：先在减薄后锗探测层表面生长SiO2层(7)以降低锗探测层表面的悬挂键。
10.如权利要求9所述的光电探测器的制造方法，其特征在于，所述SiO2层(7)制备工艺为用DPO或者ALD，SiO2层(7)的厚度为1～6nm。
11.一种用权利要求1-10任一项所述的制造方法获得的光电探测器，包括硅衬底层、在硅衬底层正面生长成的绝缘层，其特征在于，还设有贯穿所述硅衬底层、绝缘层的凹槽，所述凹槽里填充有锗探测层。
12.如 权利要求11所述的光电探测器，其特征在于，还包括位于硅衬底层背面的HighK材料形成的钝化层。
13.如 权利要求12所述的光电探测器，其特征在于，在锗探测层和High K材料形成的钝化层之间还设有SiO2层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011202290.XA CN112289892B (zh) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 一种光电探测器及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011202290.XA CN112289892B (zh) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 一种光电探测器及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112289892A CN112289892A (zh) | 2021-01-29 |
| CN112289892B true CN112289892B (zh) | 2022-06-14 |
Family
ID=74352754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011202290.XA Active CN112289892B (zh) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 一种光电探测器及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112289892B (zh) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6897498B2 (en) * | 2003-03-31 | 2005-05-24 | Sioptical, Inc. | Polycrystalline germanium-based waveguide detector integrated on a thin silicon-on-insulator (SOI) platform |
| US7358107B2 (en) * | 2005-10-27 | 2008-04-15 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method of fabricating a germanium photo detector on a high quality germanium epitaxial overgrowth layer |
| CN103578947B (zh) * | 2012-07-26 | 2015-12-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种高介电金属栅极制造方法 |
| CN106571338B (zh) * | 2015-10-10 | 2020-04-07 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| CN110854017B (zh) * | 2019-11-22 | 2022-07-12 | 中国科学院微电子研究所 | 一种锗基探测器的集成方法 |
| CN111129226A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 中国科学院微电子研究所 | 锗探测器的制造方法 |
| CN111508834A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-08-07 | 中国科学院微电子研究所 | 硅基光电探测器的制造方法 |
| CN111509078B (zh) * | 2020-01-20 | 2023-03-21 | 中国科学院微电子研究所 | 硅基光电探测器及其制造方法 |
-
2020
- 2020-11-02 CN CN202011202290.XA patent/CN112289892B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112289892A (zh) | 2021-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11703643B2 (en) | Integrated photonics including waveguiding material | |
| JP2007123852A (ja) | ゲルマニウム光検出装置の製造方法 | |
| JP2005183948A (ja) | 赤外線光検出のための面法線光路構造 | |
| CN111129228B (zh) | 光电探测器的制造方法 | |
| CN111509078B (zh) | 硅基光电探测器及其制造方法 | |
| US7871854B1 (en) | Method of making a vertical photodetector | |
| CN111508834A (zh) | 硅基光电探测器的制造方法 | |
| KR101796148B1 (ko) | 광 검출 소자 및 이를 제조하는 방법 | |
| US10418273B2 (en) | Method of manufacturing a germanium-on-insulator substrate | |
| EP2884547B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un photo-détecteur. | |
| JPH02202071A (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 | |
| CN111554759B (zh) | 锗探测器及其制造方法 | |
| CN112289892B (zh) | 一种光电探测器及其制造方法 | |
| CN111129226A (zh) | 锗探测器的制造方法 | |
| JP4094471B2 (ja) | 半導体受光装置 | |
| JP6696735B2 (ja) | Ｇｅ系光素子及びその製造方法 | |
| CN113270505A (zh) | 一种光电探测器结构及其制备方法 | |
| CN111048626B (zh) | 硅基光电探测器的制造方法 | |
| CN112382681B (zh) | 半导体器件及其形成方法 | |
| CN111048627B (zh) | 半导体器件的制造方法 | |
| CN111509080A (zh) | 一种探测器及其制作方法 | |
| CN117096208B (zh) | 一种锗硅雪崩光电二极管 | |
| CN117476799A (zh) | 一种锗硅光电二极管 | |
| CN210182395U (zh) | 基于晶圆键合技术的集成锗光电探测器 | |
| CN115911155A (zh) | 一种基于导体柱的光电二极管及其制造方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |