[發明專利]光吸收設備

有效

• 申請號: 201580060584.4
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN107210308B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 鄭斯璘;劉漢鼎;陳書履
• 申請（專利權）人: 光澄科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L31/18
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 鄔玥;葛強

一種光吸收設備包括襯底、在所述襯底上方在第一所選區域上的光吸收層、在所述光吸收層上方的硅層、圍繞所述光吸收層的側壁的至少部分的間隔物、圍繞所述間隔物的至少部分的隔離層，其中所述光吸收設備能實現高帶寬和低暗電流。

相關申請的交叉參考

本專利申請要求2014年11月13日提交的美國臨時專利申請案第62/078,986號、2014年11月19日提交的美國臨時專利申請案第62/081,574號、2015年2月26日提交的美國臨時專利申請案第62/121,448號、2015年3月1日提交的美國臨時專利申請案第62/126,698號、2015年7月26日提交的美國臨時專利申請案第62/197,098號的益處，其以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及光吸收設備，尤其涉及基于半導體的光電二極管。

背景技術

基于半導體的光電二極管通常包括在p型半導體和N型半導體摻雜區域之間的本征半導體區。本征區的存在與普通PN二極管相反，并且可在本征區中吸收光子并且產生的光載流子可由所述P型和N型區收集。

發明內容

本公開的目的是提供一種具有較低暗電流和高吸收的基于半導體的光電二極管。更具體來說，光電二極管包括基于硅襯底的作為光吸收材料的鍺。

根據本公開的一個方面，用于形成光吸收設備的方法包括：(1)在襯底上方形成隔離層，(2)去除隔離層的一部分以暴露所選擇區域，(3)形成覆蓋所選擇區域的側壁的至少部分的間隔物，(4)在所選擇區域內外延地生長包括鍺的第一吸收層，(5)在第一吸收層上方形成包括硅的鈍化層，其中可通過使第一吸收層鈍化而減小表面漏電流，并且可形成低泄漏和高靈敏度光吸收設備。

根據本公開的另一方面，用于形成光吸收設備的方法，包括：(1)形成至少部分嵌入襯底中的第一摻雜區，(2)在第一摻雜區上方形成第一層，(3)在第一層上方形成包括鍺的第二層，(4)形成覆蓋第二層的第三層，(5)在第三層上方形成包括氧化物的第四層，(6)在第四層上方形成包括氮化物的第五層(7)去除第五層并且停止在第四層上，(8)在第四層上方形成第六層，其中第二層具有對襯底的表面的晶格失配，并且第六層具有預定厚度，使得當光學信號通過第六層并且被其反射時可實現預定反射率，光學信號的至少部分被第二層吸收。

根據本公開的再一方面，光吸收設備包括：襯底、在襯底上方在第一所選區域上的光吸收層、在光吸收層上方包括硅的鈍化層、圍繞光吸收層的側壁的至少部分的間隔物、圍繞間隔物的至少部分的隔離層，其中光吸收設備可實現高帶寬和低漏電流。

根據本公開的再一方面，光吸收設備包括：襯底、光吸收層，其在襯底上方形成并且包括在第一開口內的上部部分和在與第一開口至少部分重疊的第二開口內的下部部分、在光吸收層的上部部分上方包括硅的鈍化層、圍繞光吸收層的上部部分的側壁的至少部分的間隔物、圍繞間隔物的至少部分和光吸收層的下部部分的隔離層，其中光吸收設備可實現高帶寬和低漏電流。

附圖說明

本公開的一個或多個實施例借助于實例示出并且不限于附圖的圖示，其中類似的參考指示類似的元件。這些附圖不必需按比例繪制。

圖1示出了PIN光電二極管結構。

圖2A到圖2H示出形成光電二極管結構的實施方案。

圖3A到圖3C示出在光電二極管結構中形成反向摻雜層的實施方案。

圖4A到圖4C示出在光電二極管結構中形成擴散控制層或/和反向摻雜層的實施方案。

圖5A到圖5B示出在圖4A中示出的結構的實施方案。

圖6A到圖6E為示出根據本公開的另一實施方案的用蝕刻/拋光擋止件形成光電二極管的制造步驟的截面圖。