[發明專利]光偵測器方法及光偵測器結構

有效

• 申請號: 201610479979.4
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106486565B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: J·J·埃利斯莫納格漢;J·C·S·霍爾;M·H·哈提爾;E·W·基埃瓦拉;S·M·尚克
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/103;H01L31/105
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

1.一種形成光偵測器的方法，該方法包括:

在單晶半導體層上形成介電層；

在該介電層中形成開口，該開口露出部分該單晶半導體層；

在該介電層上以及在該開口內的該單晶半導體層上形成光吸收層，該光吸收層為非晶或多晶且具有熔化溫度；

在該光吸收層之上形成一或多個應變緩解層；

進行加熱工序以便加熱該光吸收層至該熔化溫度，接著在該加熱工序之后，該光吸收層變為單晶；

移除至少一個應變緩解層；

在該光吸收層之上形成密封層；以及

在形成該密封層之后，進行離子植入工序以便在該光吸收層中形成至少一個二極管。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該一或多個應變緩解層極小化該光吸收層上的應力。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該一或多個應變緩解層包括第一應變緩解層及在該第一應變緩解層上的第二應變緩解層，以及該第一應變緩解層及該第二應變緩解層包括不同材料且具有不同厚度。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，該第一應變緩解層包括氮化硅層，該第二應變緩解層包括氧化硅層，且該不同厚度的比例近似1:5。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該單晶半導體層包括硅層，該光吸收層包括鍺層，以及該密封層包括氮化硅層、多晶硅層、硅鍺層、硅碳層、氮化鈦層及氮化鉭層中的任一者。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該離子植入工序使用至少1x 10¹⁴原子/cm²的植入劑量而進行。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括:

在進行該離子植入工序之后，在該密封層上形成多個介電層的堆棧；

形成垂直延伸通過該堆棧的另外開口，以露出該密封層的頂表面；

在該堆棧上以及該另外開口中沉積層間介電材料的覆蓋層；以及

形成接觸，其垂直延伸通過在該另外開口內的該覆蓋層以及通過該密封層至該至少一個二極管的擴散區域。

8.一種形成光偵測器的方法，該方法包括:

在單晶半導體層上形成第一介電層；

在該第一介電層中形成開口，該開口露出部分該單晶半導體層；

在該第一介電層上以及在該開口內的該單晶半導體層上形成鍺的光吸收層，該鍺的光吸收層為非晶或多晶且具有熔化溫度；

在該鍺的光吸收層之上形成多個應變緩解層，該多個應變緩解層包括不同材料且具有不同厚度；

進行加熱工序以便加熱該鍺的光吸收層至該熔化溫度，在該加熱工序之后，該鍺的光吸收層變為單晶；

移除該多個應變緩解層；

在該鍺的光吸收層之上形成密封層；以及

在形成該密封層之后，進行離子植入工序以便在該鍺的光吸收層中形成多個二極管。

9.根據權利要求8所述的方法，還包括預定該多個應變緩解層的該不同材料及該不同厚度以在室溫及該熔化溫度二者下于該多個應變緩解層中極小化應力，且導致極小化該鍺的光吸收層上的應力。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，該多個應變緩解層包括第一應變緩解層及在該第一應變緩解層上的第二應變緩解層。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，該第一應變緩解層包括氮化硅層，該第二應變緩解層包括氧化硅層，且該不同厚度的比例近似1:5。

12.根據權利要求8所述的方法，還包括:

在進行該離子植入工序之后，在該密封層上形成多個介電層的堆棧，該堆棧包括:

第二介電層；

在該第二介電層上的第三介電層；及

在該第三介電層上的第四介電層；

形成垂直延伸通過該堆棧的另外開口，以露出該密封層的頂表面；

在該堆棧上以及該另外開口中沉積層間介電材料的覆蓋層；以及

形成接觸，其在該另外開口內垂直延伸通過該覆蓋層以及通過該密封層至該二極管的擴散區域。

13.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，該單晶半導體層包括硅層，以及該密封層包括氮化硅層、多晶硅層、硅鍺層、氮化鈦層及氮化鉭層中的任一者。

14.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，該離子植入工序使用至少1x 10¹⁴原子/cm²的植入劑量而進行。