[發(fā)明專利]集成芯片及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110103343.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN113380841A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖英凱;江欣益;陳祥麟;朱怡欣;劉柏均;黃冠杰;洪志明;劉人誠
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明的實施例涉及一種集成芯片。該集成芯片包括具有第一半導(dǎo)體材料的襯底。第二半導(dǎo)體材料設(shè)置在該第一半導(dǎo)體材料上。該第二半導(dǎo)體材料是IV族半導(dǎo)體或III?V族化合物半導(dǎo)體。鈍化層設(shè)置在該第二半導(dǎo)體材料上。該鈍化層包括該第一半導(dǎo)體材料。第一摻雜區(qū)域及第二摻雜區(qū)域延伸穿過該鈍化層并進入該第二半導(dǎo)體材料中。本發(fā)明的實施例還提供一種形成集成芯片的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請的實施例涉及集成芯片及其形成方法。

背景技術(shù)

具有光子器件的集成芯片(IC)見于許多現(xiàn)代電子器件中。舉例來說，包括圖像傳感器的光子器件用于相機、錄像機以及其它類型的攝影系統(tǒng)以捕獲圖像。光子器件還廣泛應(yīng)用于其它應(yīng)用，例如，用于確定飛行時間(TOF)系統(tǒng)中的傳感器與目標(biāo)物體之間的間距的深度傳感器。TOF系統(tǒng)的深度傳感器可用于智能手機(例如，面部識別)、汽車、無人機、機器人等中。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實施例中，一種集成芯片，包括：襯底，所述襯底包括第一半導(dǎo)體材料；第二半導(dǎo)體材料，所述第二半導(dǎo)體材料設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體材料上，其中，所述第二半導(dǎo)體材料是IV族半導(dǎo)體或III-V族化合物半導(dǎo)體；鈍化層，所述鈍化層設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體材料上，其中，所述鈍化層包括所述第一半導(dǎo)體材料；以及第一摻雜區(qū)域和第二摻雜區(qū)域，所述第一摻雜區(qū)域和所述第二摻雜區(qū)域延伸穿過所述鈍化層并進入所述第二半導(dǎo)體材料中。

在一些實施例中，一種集成芯片，包括：襯底，所述襯底包括硅；第二半導(dǎo)體材料，所述第二半導(dǎo)體材料具有接觸所述襯底的所述硅的最底表面，其中，所述第二半導(dǎo)體材料包括IV族半導(dǎo)體或III-V族化合物半導(dǎo)體；鈍化層，所述鈍化層包括硅，其中，所述鈍化層的所述硅接觸所述第二半導(dǎo)體材料的最頂表面；第一摻雜區(qū)域，所述第一摻雜區(qū)域具有第一摻雜類型且延伸穿過所述鈍化層并進入所述第二半導(dǎo)體材料中；以及第二摻雜區(qū)域，所述第二摻雜區(qū)域具有第二摻雜類型且延伸穿過所述鈍化層并進入所述第二半導(dǎo)體材料中，其中，所述第一摻雜區(qū)域和所述第二摻雜區(qū)域通過所述第二半導(dǎo)體材料與所述第二半導(dǎo)體材料的所述最底表面分開。

在一些實施例中，一種形成集成芯片的方法，包括：在襯底上形成第二半導(dǎo)體材料，所述襯底包括第一半導(dǎo)體材料；在所述第二半導(dǎo)體材料上形成鈍化層；執(zhí)行第一注入工藝以形成第一摻雜區(qū)域，所述第一摻雜區(qū)域具有第一摻雜類型且延伸穿過所述鈍化層并進入所述第二半導(dǎo)體材料中；以及執(zhí)行第二注入工藝以形成第二摻雜區(qū)域，所述第二摻雜區(qū)域具有第二摻雜類型且延伸穿過所述鈍化層并進入所述第二半導(dǎo)體材料中。

本申請的實施例提供了用于外延半導(dǎo)體工藝的鈍化層。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了集成芯片的一些實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的半導(dǎo)體器件。

圖2示出了集成芯片的一些額外實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的半導(dǎo)體器件。

圖3A到圖3C示出了集成芯片的一些替代實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的半導(dǎo)體器件。

圖4示出了集成芯片的一些實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的光子器件。

圖5示出了集成芯片的一些替代實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的光子器件。

圖6A示出了集成芯片的一些實施例的截面圖，所述集成芯片包括設(shè)置在由鈍化層覆蓋的半導(dǎo)體材料內(nèi)的深度傳感器。

圖6B示出了包括公開的深度傳感器的飛行時間(TOF)系統(tǒng)的一些實施例的框圖。