CN117199155B - 一种波导型可见光及近红外光探测器结构与制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体工艺与器件领域，特别涉及一种波导型可见光及近红外光探测器结构与制备方法。该结构从上至下包括电介质层、包覆层、光波导层、中介层与电吸收层；电吸收层和电介质层通过光‑电层通孔结构相连通；电介质层采用单晶或多晶半导体材料。该方法可实现大带宽、高灵敏度的波导型可见光及近红外光探测器，具有工序少、驱动电路设计简单的优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体工艺与器件领域，特别涉及一种波导型可见光及近红外光探测器结构与制备方法，该光探测器可以用于可见光及近红外通信、可见光及近红外传感等领域。
背景技术
集成光学其概念基于在平面衬底上采用微纳刻蚀的技术以形成特定光学波导结构。长期以来集成光学的主要着眼点在近红外波段，包括O波段（1350 nm）和C （1550 nm）波段，其代表平台主要包含II-VI、III-V化合物半导体集成光学平台、IV族半导体集成光学平台和各种掺杂玻璃或聚合材料构成的集成光学平台。
以氮化硅与氮氧化硅为代表的玻璃材料在集成光学中具有低光学损耗、高环境稳定性等优秀光学性质。然而这类材料仅适用于无源光学器件，有源光学器件的集成往往通过透镜或光纤耦合与外部分立光器件来实现。
随着半导体工艺技术的发展，混合集成作为一种先进封装技术可将芯片按照晶粒（chiplet）形式堆叠实现不同种功能芯片之间的直接互联。进一步地，这种技术同样可以用于光芯片与电芯片之间的堆叠互联，这类光电互联被称为光电共封装（Co-packagedOptics, CPO）。在CPO设计中，一大难点在于如何紧凑集成光源、光调制和光探测三种模块。
光电转换即光探测在CPO系统中作为一个重要组成部分，亟需一种价格低廉且容易拓展的器件架构。传统C/O波段往往需要化合物半导体来实现光探测，但是这类材料昂贵且不易于现有的硅CMOS工艺兼容，存在很多局限性。若将目光着眼于可见光及近红外波段，则可通过采用IV族半导体PN/PIN结来实现光电转换，其响应速度快、灵敏度高且资源丰富。然而目前市面上并没有波导型IV族半导体PIN结的可见光探测器，其原因在于均采用了非晶材料或外延IV族半导体材料作为光吸收材料，使得器件性能大幅恶化。
发明内容
本发明着眼于可见光及近红外光波段的高速光电转换，可有效解决传统外延生长或非晶态材料沉积所带来的低速、低响应率等固有弊端，实现大带宽、高响应率的波导型可见光及近红外光探测器。
根据本发明的第一部分，提供一种波导型可见光及近红外光探测器结构，该光探测器结构从上至下包括电介质层、包覆层、光波导层、中介层与电吸收层；电吸收层和电介质层通过光-电层通孔结构相连通；电介质层采用单晶或多晶半导体材料；光信号通过光波导层中波导结构传播并通过耦合到达电吸收层，光信号经由电吸收层转化为电信号，电信号通过光-电层通孔结构传导至电介质层，电介质层对得到的电信号进行处理。
进一步地，电吸收层由本征IV族半导体衬底晶圆通过预埋掺杂结构，并减薄和刻蚀形成功能结构；预埋掺杂结构为横向半导体结。
根据本发明的第二部分，为了实现如第一方面所述的波导型可见光及近红外光探测器结构，采用以下步骤进行制备：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆表面刻蚀出对准标记；
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆上形成中介层；
S3：通过掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成电吸收层；
S4：在中介层上形成光波导层；
S5：光波导层通过刻蚀形成波导结构；
S6：在光波导层上形成包覆层，并进行整平处理；
S7：准备带有电极接触的电介质层，将电介质层与电吸收层通过光-电层通孔结构相连通；
S8：将本征IV族半导体衬底晶圆背面进行减薄处理；
S9：将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆进行刻蚀以保留电吸收层。
进一步地，将S1和S2对调，即先在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成中介层，再在覆盖中介层的本征IV族半导体衬底晶圆上刻蚀出对准标记。
进一步地，通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆上形成电吸收层；电吸收层通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有载流子浓度梯度的横向半导体结。
进一步地，电吸收层与光波导层通过晶圆键合的方式介由中介层直接集成。
进一步地，光波导层的波导结构的形成方式包括单质材料，以及多层材料之间由下至上或由里到外层层堆叠。
进一步地，光波导层先通过刻蚀形成波导结构，随后形成包覆层并进行整平处理，最后通过晶圆键合的方式与电介质层相结合，电吸收层随后通过减薄和刻蚀形成，电吸收层在晶圆平面上的器件尺寸可以大于底层波导结构的尺寸。
进一步地，在光探测器结构的表面形成包覆结构以实现光隔离和器件钝化。
根据本发明的第三部分，为了实现如第一方面所述的波导型可见光及近红外光探测器结构，亦可采用以下步骤进行制备：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆表面刻蚀出对准标记；
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆上形成中介层；
S3：通过掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成电吸收层；
S4：在中介层上形成光波导层；
S5：在光波导层上形成包覆层，并进行整平处理；
S6：准备带有电极接触的电介质层，将带有包覆层的本征IV族半导体衬底晶圆与电介质层结合；
S7：将本征IV族半导体衬底晶圆背面进行减薄处理；
S8：将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆进行刻蚀以保留电吸收层；
S9：光波导层通过刻蚀形成波导结构；
S10：将电介质层与电吸收层通过光-电层通孔结构相连通。
进一步地，将S1和S2对调，即先在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成中介层，再在覆盖中介层的本征IV族半导体衬底晶圆上刻蚀出对准标记。
进一步地，通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆上形成电吸收层；电吸收层通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有载流子浓度梯度的横向半导体结。
进一步地，电吸收层与光波导层通过晶圆键合的方式介由中介层直接集成。
进一步地，光波导层的波导结构的形成方式包括单质材料，以及多层材料之间由下至上或由里到外层层堆叠。
进一步地，光波导层未通过刻蚀形成波导结构，在形成包覆层后，通过晶圆键合的方式与电介质层相结合，电吸收层首先通过减薄和刻蚀定义出光探测器结构，随后光波导层形成波导结构以实现光信号从波导结构到电吸收层的耦合，电吸收层在晶圆平面上的器件尺寸小于或等于底层波导结构的尺寸。
进一步地，在光探测器结构的表面形成包覆结构以实现光隔离和器件钝化。
本发明的有益效果是：引入本征硅作为可见光及近红外波段吸收材料，与非晶材料和外延IV族半导体相比晶体质量高，器件性能好，且通过调节预留的电吸收层厚度和电吸收层内掺杂结构，可实现对器件带宽和灵敏度的进一步优化。
附图说明
图1是本公开第一部分提供的波导型可见光及近红外光探测器的横截面示意图；
图2是本公开第二部分提供的波导型可见光及近红外光探测器的制备流程图；
图3是本公开第二部分提供的制备步骤S1的结构示意图；
图4是本公开第二部分提供的制备步骤S2的结构示意图；
图5是本公开第二部分提供的制备步骤S3的结构示意图；
图6中(a),(b)是本公开第二部分提供的制备步骤S3中电吸收层的可能结构示意图；
图7是本公开第二部分提供的制备步骤S4的结构示意图；
图8是本公开第二部分提供的制备步骤S5的结构示意图；
图9是本公开第二部分提供的制备步骤S6的结构示意图；
图10是本公开第二部分提供的制备步骤S7的结构示意图；
图11是本公开第二部分提供的制备步骤S8的结构示意图；
图12是本公开第二部分提供的制备步骤S9的结构示意图；
图13是本公开第三部分提供的波导型可见光及近红外光探测器的制备流程图；
图14是本公开第三部分提供的制备步骤S6的结构示意图；
图15是本公开第三部分提供的制备步骤S8的结构示意图；
图16是本公开第三部分提供的制备步骤S9的结构示意图；
图17中(a),(b)分别是本公开第二部分、第三部分提供的波导结构与电吸收层构成的渐变结构俯视图；
图18是本公开第三部分提供的制备步骤S10的结构示意图。
图中，100为本征IV族半导体衬底晶圆，101为电吸收层，102为中介层，103为光波导层，104为包覆层，105为电介质层，106为光-电层通孔结构，301为对准标记，600为第一类空穴掺杂结构，601为第二类空穴掺杂结构，602为第三类空穴掺杂结构，603为第一类电子掺杂结构，604为第二类电子掺杂结构，605为第三类电子掺杂结构，801为波导结构。
具体实施方式
应当注意，申请文件中对“一个实施例”、“实施例”、“范例实施例”、“一些实施例”等的引用指示描述的实施例可以包含特定特征、结构、或特性，但是每一个实施例可以不必包含该特定特征、结构、或特性。此外，该短语不必然指相同的实施例。此外，当联系实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否明确描述，与其它实施例相联系来实现该特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。
通常，至少部分根据上下文中的使用来理解术语学。例如，于此使用的术语“一个或多个”，至少部分取决于上下文，可以用于在单数的意义上描述任何特征、结构、或特性，或可以用于在复数的意义上描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”、“一个”、或“所述”的术语再次可以被理解为传达单数使用或传达复数使用，至少部分取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不必然意图传达排它的因素集，而是可以容许不必然清楚描述的附加因素的存在，再次，至少部分取决于上下文。
将易于理解的是，本公开中的“在……上”、“在……以上”、以及“在……之上”的意思应当被以最宽的方式解释，使得“在……上”不仅意指“直接在……(某物)上”，而且也包含“在……(某物)上”且其间具有中间特征或层，并且“在……以上”或“在……之上”不仅意指“在……(某物)以上”或“在……(某物)之上”的意思，而且也能够包含“在……(某物)以上”或“在……(某物)之上”，而其间没有中间特征或层(即，直接在某物上)的意思。
此外，空间上的相对术语，诸如“在……之下”、“在……以下”、“下部的”、“在……以上”、“上部的”等于此可以用于易于描述，以描述如图中示例的一个元件或特征与别的元件(单个或多个)或特征(单个或多个)的关系。除图中描绘的取向之外，空间上的相对术语还意图涵盖使用或操作中的器件的不同取向。装置可以另外地取向(旋转90度或以其它取向)并且可以同样地相应解释于此使用的空间上的相对描述符。
如于此使用的，术语“衬底”指一种材料，随后的材料层要增加到该材料上。能够对衬底自身进行构图。能够对增加到衬底顶上的材料进行构图，或者增加到衬底顶上的材料能够保持未被构图。此外，衬底能够包含宽广系列的半导体材料，诸如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底能够由诸如玻璃、塑料、或蓝宝石晶片的非导电材料构成。
如于此使用的，术语“层”指包含具有厚度的区域的材料部分。层能够在下覆或上覆结构的整个之上延伸，或可以具有比下覆或上覆结构的广度小的广度。此外，层能够是同质或异质连续结构的区域，该区域的厚度小于该连续结构的厚度。例如，层能够位于连续结构的顶部表面和底部表面之间的水平平面的任何对之间，位于连续结构的顶部表面和底部表面处的水平平面的任何对之间。层能够水平地、垂直地、和/或沿着锥形表面延伸。衬底能够是层，能够在其中包含一个或更多层，和/或能够在其上、其以上、和/或其以下具有一个或更多层。层能够包含多个层。例如，互连层能够包含一个或更多导体和接触层(其中，形成了互连线、和/或过孔接触部)和一个或更多电介质层。
如于此使用的，术语结构的“正面”指用以形成器件或随后将用以形成器件的结构的表面。
如于此使用的，术语结构的“半导体”指代但不限于具有落在导体和绝缘体的电导率值之间的电导率值的材料。该材料可以是单质材料或化合物材料。半导体可以包括但不限于单质、二元合金、三元合金和四元合金。使用一个或多个半导体形成的结构可以包括单个半导体材料、两个或更多半导体材料、单组成的半导体合金、两个或更多分立组成的半导体合金、以及从第一半导体合金缓变至第二半导体合金的半导体合金。半导体可以是未掺杂（本征）的、空穴掺杂的、电子掺杂的、掺杂从一种类型的第一掺杂水平到相同类型的第三掺杂水平缓变的、以及掺杂从一种类型的第一掺杂水平到不同类型的第三掺杂水平缓变的中的一种。
进一步地，半导体可以包括但不限于IV族半导体，诸如在碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）之间的那些。
进一步地，半导体可以包括但不限于III-V族半导体，诸如在铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、氮（N）、磷（P）、砷（As）和锡（Sb）之间的那些。
进一步地，半导体可以包括但不限于II-VI族半导体，诸如在锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）和氧（O）之间的那些。
如于此使用的，术语结构的“金属”指代但不限于，作为容易失去外壳电子的结果而具有良好电导率和热导率的材料（单质、化合物和合金）。这可以包括但不限于金、铬、铝、银、铂、镍、铜、铑、钯、钨以及这样的材料的组合。
如于此使用的，术语结构的“光波导”、“介质波导”或“波导”指代但不限于，支持预定波长范围内的光信号的传播且沿着传播方向不变的介质媒介或媒介的组合。光波导可以以下各项中至少一个：包括至少芯和覆层（例如光纤）、形成为载体的一部分、形成在衬底内（例如平面光波电路、光子集成电路、集成光器件）的隔离结构和光波导。这包括但不限于由压型玻璃、压型掺杂石英、压型硫系玻璃和聚合物形成的柔性光波导。这进一步包括但不限于形成在以下各项内的光波导：绝缘体上石英、硅上石英、硅上氮氧化硅、硅上聚合物、聚合物上聚合物等。
如于此使用的，术语“光波导层”指包含具有厚度的区域的材料部分。更具体的，其后续经加工后可具有将光波局限于一定横截面范围内并在平面上进行传导的功能，包括但不限于一层或多层波导材料构成。
如于此使用的，术语“电介质层”指包含具有厚度的区域的材料部分。更具体的，其具有实现电气连接或传输载流子的功效，包括但不限于一层或多层金属或其他导电材料构成。
如于此使用的，术语“光-电层通孔结构”指连接电介质层与电吸收层之间的通孔结构，其具有导通电介质层中电气连接与电吸收层中电气连接，使得光在电吸收层中转化为电子后能够继续传递至电介质层，以进行进一步信号处理的功效。其材料包括但不限于前述金属材料或导电聚合物材料。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1所示，本公开第一部分实施例提供一种波导型可见光及近红外光探测器结构，从上至下包括电介质层105、包覆层104、光波导层103、中介层102与电吸收层101。其中光信号通过光波导层103中波导结构801传播并通过耦合到达电吸收层101，电吸收层101中的掺杂结构经优化，保证了光探测器的高速工作，光信号经由电吸收层101转化为电信号，电信号通过光-电层通孔结构106传导至电介质层105，电介质层105对得到的电信号进行处理。整个结构中，电吸收层101由本征IV族半导体衬底晶圆100通过减薄和刻蚀形成指定形状。通过预埋掺杂结构的方式形成电吸收层101，再通过光-电层通孔结构106构成信号回路，回避了在介质材料上生长诸如硅、锗等具有可见光波段吸收能力的IV族半导体材料时不可避免的晶体质量缺陷等问题，实现了单晶材料的波导型光探测器制备。
在本公开第二部分实施例中，提供一种波导型可见光及近红外光探测器结构的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆100表面刻蚀出对准标记301，以便于后续工序处理；
具体地，为了实现后续步骤中电吸收层101的电子/空穴掺杂、减薄到指定厚度、形成指定形状等目的，需要预先保留对准标记301。如图3所示，对准标记301的制备通过曝光或电子束曝光形成对应图案，再通过刻蚀形成槽状结构，刻蚀深度可根据减薄工艺在0.2~10微米之间设计。
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆100上形成中介层102；
进一步地，该中介层102可通过涂覆有机物胶或无机物胶、高温热氧/氮化或通过沉积/溅射的方式形成，其厚度在0.01~0.5微米之间；
优选地，在本实施例中，中介层102通过沉积氧化硅薄膜的方式形成，中介层102厚度为0.05微米，如图4所示。
进一步地，上述步骤S1和步骤S2可以对调，即先在本征IV族半导体衬底晶圆100表面形成中介层102，再在覆盖中介层102的本征IV族半导体衬底晶圆100上刻蚀出对准标记301。
S3：如图5所示，通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆100表面形成电吸收层101；
进一步地，电吸收层101可通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有一定载流子浓度梯度的横向半导体结；
如图6所示，一共展示了两种可能的具有一定载流子浓度梯度的半导体结结构，该半导体结结构包含于电吸收层101中。其中，第一类空穴掺杂结构600的掺杂类型为p型，浓度为1020cm-3~1021cm-3，第二类空穴掺杂结构601的掺杂类型为p型，浓度为1018cm-3~1020cm-3，第三类空穴掺杂结构602的掺杂类型为p型，浓度为1017cm-3~1019cm-3。其中，第一类电子掺杂结构603的掺杂类型为n型，浓度为1020cm-3~1021cm-3，第二类电子掺杂结构604的掺杂类型为n型，浓度为1018cm-3~1020cm-3，第三类电子掺杂结构605的掺杂类型为n型，浓度为1017cm-3~1019cm-3。
如图6中(a)所示，第一类空穴掺杂结构600包含于第二类空穴掺杂结构601，第二类空穴掺杂结构601又包含于第三类空穴掺杂结构602，类似地，第一类电子掺杂结构603包含于第二类电子掺杂结构604，第二类电子掺杂结构604又包含于第三类电子掺杂结构605。第三类空穴掺杂结构602和第三类电子掺杂结构605之间存在一定距离，应保证该距离在0~2微米间以构成PIN结，距离的选取直接影响最后成型的光探测器带宽大小。优选地，在本实施例中，该距离为0.2微米。图中所示波导结构801中轴线应位于第三类空穴掺杂结构602和第三类电子掺杂结构605之间。
又如图6中(b)所示，第一类空穴掺杂结构600包含于第二类空穴掺杂结构601，第二类空穴掺杂结构601又包含于第三类空穴掺杂结构602，第一类电子掺杂结构603包含于第二类电子掺杂结构604，第二类电子掺杂结构604又包含于第三类电子掺杂结构605。第三类电子掺杂结构605又包含于第三类空穴掺杂结构602，在该类结构中，第三类电子掺杂结构605和第三类空穴掺杂结构602构成PN结，且第三类空穴掺杂结构602包含波导结构801中轴线位置，其范围大于波导结构801范围。反之亦然成立。
S4：如图7所示，在中介层102上形成光波导层103；
进一步地，该光波导层103可通过多种方式制备而成，包括沉积/溅射、晶圆键合后研磨或剥离等方式；
进一步地，该光波导层103的组成材料为单质材料，多层材料之间由下至上或由里到外层层堆叠亦包含在光波导层103的组成形式中；
优选地，在本实施例中，光波导层103的材料选择为氮化硅，其厚度在0.4~1微米之间。
S5：如图8所示，光波导层103通过刻蚀形成波导结构801；
进一步地，该光波导层103中波导结构801的组成材料包含至少一种光学材料，通过特殊方式形成的层-层堆叠或包覆形式亦包含在光波导层103中波导结构801的组成形式中；
优选地，在本实施例中，光波导层103中氮化硅经刻蚀后的厚度为0.2-0.5微米。
优选地，在本实施例中，波导结构801的宽度在0.4~2微米之间。
S6：如图9所示，在光波导层103上形成包覆层104，并进行整平处理；
进一步地，包覆层104可通过多种方式制备而成，包括沉积/溅射、有机物胶或无机物胶的涂覆等方式；
优选地，在本实施例中，包覆层104为氧化硅，其厚度在0.4~2微米之间。
优选地，在本实施例中，包覆层104的厚度为1微米。
进一步地，整平处理可以通过控制有机物胶或无机物胶的涂覆和修复过程实现，也可以通过化学机械研磨和抛光的方式实现；
优选地，在本实施例中，包覆层104的整平处理由化学机械抛光实现。
S7：如图10所示，准备带有电极接触的电介质层105，将电介质层105与电吸收层101通过光-电层通孔结构106相连通；
进一步地，光-电层通孔结构106的制备可通过刻蚀实现，其通孔中的导电填充物可由沉积、溅射或电镀的方式实现。
进一步地，电介质层105可通过焊料焊接或者金属键合的方式，将电介质层105上预留的电极接触与光-电层通孔结构106相连接。
S8：如图11所示，将本征IV族半导体衬底晶圆100背面进行减薄处理；
优选地，减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆100厚度为0.1~0.5微米。
S9：如图12所示，将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆100进行刻蚀以保留电吸收层101。
优选地，应采用渐变耦合的方式，使得波导结构801中的光逐步耦合至电吸收层101中。
优选地，在电吸收层101上可再次形成包覆结构以实现器件钝化，其材料可与包覆层104相同。
在本公开第三部分实施例中，可将制备工艺进行调整，使得电介质层105首先与未形成波导结构801的光波导层103相结合，此时光波导层103已经转移至带有电吸收层101的本征IV族半导体衬底晶圆100上。包覆层104制备于光波导层103上，通过聚合物粘合或分子力键合的方式从上至下形成电吸收层101，中介层102，光波导层103，包覆层104和电介质层105的结构，如图13所示，具体步骤如下：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆100表面刻蚀出对准标记301，以便于后续工序处理；
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆100上形成中介层102；
进一步地，该中介层102可通过涂覆有机物胶或无机物胶、高温热氧/氮化或通过沉积/溅射的方式形成；
S3：通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆100表面形成电吸收层101；
进一步地，该电吸收层101可通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有一定载流子浓度梯度的横向半导体结；
S4：在中介层102上形成光波导层103；
进一步地，该光波导层103可通过多种方式制备而成，包括沉积/溅射、晶圆键合后研磨或剥离等方式；
进一步地，该光波导层103的组成材料包含至少一种光学材料，通过特殊方式形成的层-层堆叠或包覆形式亦包含在光波导层的组成形式中；
S5：在光波导层103上形成包覆层104，并进行整平处理；
进一步地，包覆层104可通过多种方式制备而成，包括沉积/溅射、有机物胶或无机物胶的涂覆等方式；
进一步地，整平处理可以通过控制有机物胶或无机物胶的涂覆和修复过程实现，也可以通过化学机械研磨和抛光的方式实现；
S6：将带有包覆层104的本征IV族半导体衬底晶圆100与电介质层105结合；
进一步地，结合时应将本征IV族半导体衬底晶圆100上带有包覆层104的一面与电介质层105中带有电极接触的一面相互结合，如图14所示；
进一步地，结合时两面均无导电材料接触，接触界面材料可以与中介层102材料相同或区别于中介层102材料；
S7：将本征IV族半导体衬底晶圆100背面进行减薄处理；
S8：将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆100进行刻蚀以保留电吸收层101，如图15所示；
S9：光波导层103通过刻蚀形成波导结构801；进一步地，该光波导层103中波导结构801的组成材料包含至少一种光学材料，通过特殊方式形成的层-层堆叠或包覆形式亦包含在光波导层103中波导结构801的组成形式中；
进一步地，该光波导层103的组成材料为单质材料，多层材料之间由下至上或由里到外层层堆叠亦包含在光波导层103的组成形式中；
如图16所示，波导结构801通过刻蚀在光波导层103上形成，下方为包覆层104。
进一步地，本征IV族半导体衬底晶圆100经由减薄和刻蚀留下的电吸收层101预留有适配后续波导结构801的渐变结构。
特别地，本公开第二部分实施例与第三部分实施例中光波导层上形成的波导结构与电吸收层之间的渐变结构，需考虑光波导层和电吸收层的堆叠顺序。
如图17中(a)所示，在本公开第二部分实施例中，光波导层103先通过刻蚀形成波导结构801，随后形成包覆层104并进行整平处理，最后通过晶圆键合的方式与电介质层105相结合。电吸收层101则随后通过减薄和刻蚀形成。因此电吸收层101在晶圆平面上的器件尺寸可以大于底层波导结构801的尺寸。
又如图17中(b)所示，在本公开第三部分实施例中，光波导层103未通过刻蚀形成波导结构801，在形成包覆层104后，通过晶圆键合的方式与电介质层105相结合。电吸收层101首先通过减薄和刻蚀定义出光探测器结构，随后光波导层103形成波导结构801以实现光信号从波导结构801到电吸收层101的耦合。因此电吸收层101在晶圆平面上的器件尺寸小于或等于底层波导结构801的尺寸。
S10：将电介质层105与电吸收层101通过光-电层通孔结构106相连通；
进一步地，光-电层通孔结构106的制备可通过刻蚀实现，其通孔中的导电填充物可由沉积、溅射或电镀的方式实现，电介质层105与光-电层通孔结构106之间可由焊接或金属键合的方式实现；
光-电层通孔结构106经由刻蚀和导电材料填充直接连通电吸收层101与电介质层105。
如图18所示，光-电层通孔结构106穿过电吸收层101连通电介质层105，电吸收层101最后由包覆结构覆盖以实现光隔离和器件钝化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种波导型可见光及近红外光探测器结构，其特征在于，从上至下包括电介质层、包覆层、光波导层、中介层与电吸收层；所述电吸收层和电介质层通过光-电层通孔结构相连通；所述电介质层采用单晶或多晶半导体材料；所述电吸收层由本征 IV 族半导体衬底晶圆通过预埋掺杂结构，并减薄和刻蚀形成功能结构；
光信号通过光波导层中波导结构传播并通过耦合到达电吸收层，光信号经由电吸收层转化为电信号，电信号通过光-电层通孔结构传导至电介质层，电介质层对得到的电信号进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种波导型可见光及近红外光探测器结构，其特征在于，所述电吸收层中预埋掺杂结构为横向半导体结。
3.一种权利要求1或2所述波导型可见光及近红外光探测器结构的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆表面刻蚀出对准标记；
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆上形成中介层；
S3：通过掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成电吸收层；
S4：在中介层上形成光波导层；
S5：光波导层通过刻蚀形成波导结构；
S6：在光波导层上形成包覆层，并进行整平处理；
S7：准备带有电极接触的电介质层，将电介质层与电吸收层通过光-电层通孔结构相连通；
S8：将本征IV族半导体衬底晶圆背面进行减薄处理；
S9：将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆进行刻蚀以保留电吸收层。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将S1和S2对调，即先在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成中介层，再在覆盖中介层的本征IV族半导体衬底晶圆上刻蚀出对准标记。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆上形成电吸收层；电吸收层通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有载流子浓度梯度的横向半导体结。
6.根据权利要求3 所述的制备方法，其特征在于，所述光波导层先通过刻蚀形成波导结构，随后形成包覆层并进行整平处理，最后通过晶圆键合的方式与电介质层相结合，所述电吸收层随后通过减薄和刻蚀形成。
7.一种权利要求1或2所述波导型可见光及近红外光探测器结构的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤：
S1：在本征IV族半导体衬底晶圆表面刻蚀出对准标记；
S2：在本征IV族半导体衬底晶圆上形成中介层；
S3：通过掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成电吸收层；
S4：在中介层上形成光波导层；
S5：在光波导层上形成包覆层，并进行整平处理；
S6：准备带有电极接触的电介质层，将带有包覆层的本征IV族半导体衬底晶圆与电介质层结合；
S7：将本征IV族半导体衬底晶圆背面进行减薄处理；
S8：将减薄后的本征IV族半导体衬底晶圆进行刻蚀以保留电吸收层；
S9：光波导层通过刻蚀形成波导结构；
S10：将电介质层与电吸收层通过光-电层通孔结构相连通。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将S1和S2对调，即先在本征IV族半导体衬底晶圆表面形成中介层，再在覆盖中介层的本征IV族半导体衬底晶圆上刻蚀出对准标记。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，通过空穴杂质掺杂和电子杂质掺杂，在本征IV族半导体衬底晶圆上形成电吸收层；电吸收层通过扩散和/或离子注入的方式，形成具有载流子浓度梯度的横向半导体结。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述光波导层未通过刻蚀形成波导结构，在形成包覆层后，通过晶圆键合的方式与电介质层相结合，所述电吸收层首先通过减薄和刻蚀定义出光探测器结构，随后光波导层形成波导结构以实现光信号从波导结构到电吸收层的耦合，所述电吸收层在晶圆平面上的器件尺寸小于或等于底层波导结构的尺寸。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060065512A (ko) * | 2004-12-10 | 2006-06-14 | 소니 가부시끼 가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 |
| JP2008153954A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 導波路およびそれを用いた電子部品 |
| WO2011143848A1 (zh) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 电子科技大学 | Soi横向mosfet器件 |
| WO2012008272A1 (ja) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | 日本電気株式会社 | 受光素子及びそれを備えた光通信デバイス、並びに受光素子の製造方法及び光通信デバイスの製造方法 |
| CN107393897A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 通用电气公司 | 硅光电倍增器上重新图案化传输线 |
| US10163825B1 (en) * | 2017-10-26 | 2018-12-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor structure and manufacturing method thereof |
| WO2019025354A1 (fr) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Thales | Procede de fabrication ameliore d'un detecteur optique a base de photodiodes et dispositif associe |
| JP6881703B1 (ja) * | 2020-10-09 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子 |
| JPWO2021171393A1 (zh) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | ||
| CN114864753A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 杭州视光半导体科技有限公司 | 一种三层堆叠结构晶圆的制备方法及应用 |
| CN115166898A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-11 | 西安电子科技大学 | 一种电光调制集成波导结构 |
| CN115440756A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-06 | 武汉光谷信息光电子创新中心有限公司 | 一种光收发器及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6968110B2 (en) * | 2003-04-21 | 2005-11-22 | Sioptical, Inc. | CMOS-compatible integration of silicon-based optical devices with electronic devices |
| US9344200B2 (en) * | 2014-10-08 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Complementary metal oxide semiconductor device with III-V optical interconnect having III-V epitaxial semiconductor material formed using lateral overgrowth |
| US11830959B2 (en) * | 2021-01-29 | 2023-11-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photodetection device and manufacturing method thereof |
-
2023
- 2023-11-06 CN CN202311461549.6A patent/CN117199155B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060065512A (ko) * | 2004-12-10 | 2006-06-14 | 소니 가부시끼 가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 |
| JP2008153954A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 導波路およびそれを用いた電子部品 |
| WO2011143848A1 (zh) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 电子科技大学 | Soi横向mosfet器件 |
| WO2012008272A1 (ja) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | 日本電気株式会社 | 受光素子及びそれを備えた光通信デバイス、並びに受光素子の製造方法及び光通信デバイスの製造方法 |
| CN107393897A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 通用电气公司 | 硅光电倍增器上重新图案化传输线 |
| WO2019025354A1 (fr) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Thales | Procede de fabrication ameliore d'un detecteur optique a base de photodiodes et dispositif associe |
| US10163825B1 (en) * | 2017-10-26 | 2018-12-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor structure and manufacturing method thereof |
| JPWO2021171393A1 (zh) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | ||
| JP6881703B1 (ja) * | 2020-10-09 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子 |
| CN114864753A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 杭州视光半导体科技有限公司 | 一种三层堆叠结构晶圆的制备方法及应用 |
| CN115166898A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-11 | 西安电子科技大学 | 一种电光调制集成波导结构 |
| CN115440756A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-06 | 武汉光谷信息光电子创新中心有限公司 | 一种光收发器及其制造方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Recent progress in waveguide-integrated photodetectors based on 2D materials for infrared detection;Guo Yi Huang et al;《Journal of Physics D: Applied Physics》;第56卷(第113001期);全文 * |
| 波导型高速光电探测器研究和器件设计;王方莉;《中国硕士学位论文电子期刊》(2023年第03期);全文 * |
| 硅基光电集成材料及器件的研究进展;韦文生, 张春熹, 周克足, 王天民;材料导报;20030515(第05期);全文 * |
| 锗近红外光电探测器制备工艺研究进展;黄志伟;汪建元;黄巍;陈松岩;李成;;红外与激光工程(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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