[發(fā)明專利]具有減少的襯底損傷的半導體器件和相關方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610109997.3
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN105679862A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設計）人: C·韋恩斯;J·凱里;X·李
• 申請（專利權）人: 西奧尼克斯公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/0256;H01L31/0236;H01L31/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請是于2011年12月21日提交的名稱為“具有減少的襯底損傷的半 導體器件和相關方法”的中國專利申請201180068028.3的分案申請。

背景技術

光與光電子器件的交互是一些重要革新的核心。光電子器件如光伏電池、 光電二極管和成像器被用于各種技術，如太陽能電池、數(shù)字攝像機、光學鼠 標、視頻攝像機、手機等。通常，許多半導體光檢測器件由硅材料制成。已 知當硅材料足夠厚時會吸收大部分的波長在約300nm到900nm范圍內的入射 可見光。這些因素結合低成本、充足的供應量、無毒性以及可見光譜的量子 效率使得硅成為光檢測的首選材料。然而，由于硅的間接帶隙，限制硅用于 光學探測器或光/電能量轉換器的最主要因素是通常需要相對厚(對于一般器 件通常大于100μm)的器件層以實現(xiàn)充分的光吸收。

發(fā)明內容

本公開提供具有增加的操作性能的光電子器件、材料以及相關方法。例 如，在一個方面，提供一種光電子器件。這種器件可以包括半導體材料、半 導體材料中的第一摻雜區(qū)、半導體材料中與第一摻雜區(qū)形成結的第二摻雜區(qū) 以及與該結關聯(lián)的激光處理區(qū)。該激光處理區(qū)被布置成與電磁輻射交互。另 外，來自激光處理區(qū)的至少一部分激光損傷已經(jīng)被去除，以使得該光電子器 件具有約500mV到約800mV的開路電壓。在另一方面，來自激光處理區(qū)的 激光損傷已經(jīng)被去除，以使得該光電子器件具有約600mV到約700mV的開 路電壓。

在另一方面，提供一種形成光電子器件的方法。這種方法可以包括在半 導體材料中形成第一摻雜區(qū)，在半導體材料中形成第二摻雜區(qū)以便第一摻雜 區(qū)與第二摻雜區(qū)形成結，以及激光處理半導體材料的目標區(qū)域以形成與結關 聯(lián)的激光紋理區(qū)，其中激光紋理區(qū)被布置成與電磁輻射交互。該方法也包括 去除激光紋理區(qū)的至少一部分激光損傷區(qū)，同時基本維持激光紋理區(qū)的表面 拓撲結構，以使得光電子器件具有約500mV到約800mV的開路電壓。在另 一方面，充分去除來自激光損傷區(qū)的激光損傷，以使得光電子器件具有約 600mV到約700mV的開路電壓。

在另一方面，提供一種半導體材料。這種半導體材料可以包含與第二區(qū) 域相鄰布置的第一區(qū)域，其中第一區(qū)域具有約100nm到約5μm范圍內的厚度 并且包括已經(jīng)受激光損傷去除工藝的激光處理區(qū)，并且其中第一區(qū)域的多數(shù) 載流子遷移率和少數(shù)載流子壽命是第二區(qū)域的值的50％，并且其中第一區(qū)域 和第二區(qū)域具有基本相同的摻雜水平。

附圖說明

為了更全面地理解本公開的性能和優(yōu)勢，現(xiàn)在參考以下各實施例的詳細 說明與附圖，其中：

圖1是根據(jù)本公開的一個方面的光電子器件的截面?zhèn)纫晥D；

圖2是根據(jù)本公開的另一方面的光電子器件的截面?zhèn)纫晥D；

圖3是根據(jù)本公開的另一方面的光電子器件的截面?zhèn)纫晥D；

圖4是根據(jù)本公開的另一方面的光電子器件的截面?zhèn)纫晥D；

圖5是根據(jù)本公開的另一方面的光電子器件的截面?zhèn)纫晥D；以及

圖6是根據(jù)本公開的另一方面的制作光電子器件的方法的流程圖。

具體實施方式

在此對本公開進行描述之前，應當理解的是本公開不限制于在此公開的 具體結構、處理步驟或材料，而應擴展到可以被本領域技術人員認識到的其 等價物。同樣應當理解的是在此使用的術語僅用于描述具體實施例的目的而 不是限制性的。

定義

將根據(jù)下面闡述的定義使用以下術語。

應當注意的是，如在本說明書和隨附的權利要求中所用，單數(shù)形式“一” 和“該”包括復數(shù)個指代物，除非上下文明確指出其他含義。因此，比如， “一種摻雜劑”包括一種或更多種此類摻雜劑，并且“該層”的引用包括一 個或更多個此類層的引用。

如本文所用，術語“光”和“電磁輻射”可互換使用，并且可以指代紫 外光譜、可見光譜、近紅外光譜和紅外光譜中的光或電磁輻射。這些術語可 以更廣泛地包括電磁輻射如無線電波、微波、X射線和伽馬射線。因此，術 語“光”不局限于可見光譜中的電磁輻射。

如本文所用，術語“激光處理”指代使用短脈沖激光修改半導體材料的 一部分區(qū)域以形成紋理區(qū)或表面。