[發(fā)明專利]光子器件及其形成方法和成像器件

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011294865.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN113206165A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪蔡豪;劉陶承;陳盈薰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/101
• 分類號(hào): H01L31/101;H01L31/0216;H01L31/18;H01L27/146
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種光子器件，包括：

襯底，具有第一表面和從所述第一表面至第二表面延伸至所述襯底中的腔；

半導(dǎo)體層，位于所述襯底的所述腔中的所述第二表面上；以及

覆蓋層，位于所述半導(dǎo)體層上，

其中，所述半導(dǎo)體層配置為接收穿過所述襯底的入射輻射，并且在所述半導(dǎo)體層和所述覆蓋層之間的界面處全內(nèi)反射所述輻射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子器件，其中，所述半導(dǎo)體層具有第一折射率，并且所述覆蓋層具有小于所述第一折射率的第二折射率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光子器件，其中，所述第一折射率在從2至6的范圍內(nèi)，并且所述第二折射率在從0至2的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子器件，其中，所述半導(dǎo)體層包括鍺、硅鍺或任何III-V族半導(dǎo)體材料中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光子器件，其中，所述覆蓋層包括氧化硅(SiO_x)、氮氧化硅(SiON)或氮化硅(SiN)中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子器件，還包括：側(cè)壁間隔件，位于所述腔的側(cè)面和所述半導(dǎo)體層的側(cè)面之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光子器件，其中，所述側(cè)壁間隔件由與所述覆蓋層相同的材料形成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子器件，還包括：介電層，位于所述襯底的所述第一表面和所述覆蓋層之間。

9.一種形成光子器件的方法，包括：

在襯底中形成腔，所述腔從第一表面至第二表面延伸至所述襯底中；

在所述腔中的所述襯底的側(cè)壁上形成側(cè)壁間隔件；以及

在所述襯底的所述腔中的所述第二表面上形成半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層鄰接所述腔中的所述側(cè)壁間隔件。

10.一種成像器件，包括：

第一襯底，具有第一表面和從所述第一表面延伸至所述第一襯底中的多個(gè)腔；

光電探測(cè)器的陣列，形成在所述第一襯底的多個(gè)腔中，所述光電探測(cè)器中的每個(gè)包括：

半導(dǎo)體層，位于所述襯底的所述腔中的所述第二表面上；以及

覆蓋層，位于所述半導(dǎo)體層上，其中，所述半導(dǎo)體層配置為接收穿過所述第一襯底的入射輻射并且在所述半導(dǎo)體層和所述覆蓋層之間的界面處全內(nèi)反射所述輻射；以及

電子電路，電耦接至所述光電探測(cè)器的陣列，并且配置為響應(yīng)于接收所述入射輻射而接收和處理由所述光電探測(cè)器的陣列生成的電信號(hào)。