[發明專利]具有光敏本征區的二極管

在審

• 申請號: 202180069940.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN116349018A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: S·利施克
• 申請（專利權）人: IHP有限責任公司／萊布尼茨創新微電子研究所
• 主分類號: H01L31/105
• 分類號: H01L31/105
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

1.一種二極管(300)，包括：

-p型摻雜區(312)，

-n型摻雜區(314)，以及

-在與二極管(300)中的光傳播方向(106)橫切的方向上橫向夾在p型摻雜區(312)與n型摻雜區(314)之間的光敏本征區(310)，

其中所述p型摻雜區(312)由摻雜有第一類型的摻雜劑的第一材料制成，所述n型摻雜區(314)由摻雜有第二類型的摻雜劑的第三材料制成，所述第一材料包括硅或硅鍺，所述第三材料包括硅或硅鍺，并且其中所述本征區由與第一材料和第三材料中的至少一種不同的第二材料制成，所述第二材料包括鍺、鍺錫或硅鍺，

其中所述本征區(310)在其兩個橫向端(318、320)之間的最大橫向延伸量等于或低于400納米，優選等于或低于300納米，更優選等于或低于200納米，并且

其中所述p型摻雜區(312)和所述n型摻雜區(314)是原位摻雜的，從而在制造二極管(300)時所述本征區(310)不被摻雜。

2.如權利要求1所述的二極管(300)，包括布置在本征區(310)之下并至少與本征區(310)直接接觸的波導管(302)，并且

其中所述波導管(302)在橫向方向上延伸到本征區(310)的橫向端部(118、120)，或者超出本征區(310)的橫向端部(118、120)，或者

其中所述波導管(302)在橫向方向上延伸到超過p型摻雜區(312)、本征區(310)和n型摻雜區(314)。

3.如權利要求2所述的二極管(300)，其中所述波導管(302)在橫向方向上延伸到超過p型摻雜區(312)的橫向端(122)至少100納米，并且其中所述波導管(302)在橫向方向上延伸到超過n型摻雜區(314)的橫向端(124)至少100納米。

4.如權利要求1至3中的至少一項所述的二極管(300)，其中所述p型摻雜區(312)和所述n型摻雜區(314)中的至少一個包括摻雜劑梯度，使得p型摻雜區(312)和n型摻雜區(314)中的至少一個的摻雜濃度在與本征區(310)接觸的位置最低，以減少摻雜劑向本征區(310)中的向外擴散。

5.如權利要求1至4中的至少一項所述的二極管(300)，其中所述本征區(310)具有平坦的底面(580)，并且其與p型摻雜區(312)和n型摻雜區(314)接觸的豎向表面(560、570)垂直于平坦的底表面(580)或者具有凸形或凹形形式，使得本征區(310)具有雙凸形或雙凹形形式。

6.如權利要求5所述的二極管，其中所述p型摻雜區(312)和所述n型摻雜區(314)的材料延伸到由本征區(310)的雙凹形形式導致的凹部(562、572)中，或者其中與本征區(310)的凸形豎向表面中的相應一個表面接觸的p型摻雜區(312)和n型摻雜區(314)的相應表面具有主動接觸凹形形式。

7.如權利要求1至6中的至少一項所述的二極管(300)，其中與本征區(310)接觸的p型摻雜區(312)和n型摻雜區(314)中的每一個的相應接觸部分(313、315)在豎向上延伸到超過本征區(310)的豎向最高點。

8.如權利要求1至7中的至少一項所述的二極管(300)，其中所述二極管(300)包括布置在本征區(310)的頂部的覆層(326)。

9.如權利要求1至8中的至少一項所述的二極管(300)，其中在p型摻雜區(312)和n型摻雜區(314)中的每一個的頂面上布置有硅化物層(332)。

10.如權利要求9所述的二極管(300)，包括豎向延伸的金屬連接器(336)，該金屬連接器將硅化物層(332)連接至金屬結構(338)，該金屬結構布置在第一水平結構化金屬平面內，并且允許向二極管(300)施加工作電壓。