[发明专利]具有化合价修正吸附物区域的光电探测器及其制备方法

说明书

技术领域

实施方式涉及光电探测器及其制备方法。

背景技术

SOI(绝缘体上硅)上的锗(Germanium-on-SOI)，或通常缩写为Ge-on-SOI，由于其与现有的CMOS技术的集成兼容性，以及较大的吸收系数，通常用于近红外光光电探测应用中。p-i-nGe光电探测器显示出对850nm的波长λ处的光吸收的优异的反应率和量子效率，并且具有对波长更长的长波段(L-band)光电探测(λ＝1561-1620nm)的潜能。在传统的光电探测器中，使用金属-半导体-金属(MSM)结构以借助低的结电容优势和工艺集成的便利。

然而，MSM光电探测器中观察到的高的暗电流导致光电探测器的信噪比较差，当对活性的光电探测器区域，即由于肖特基势垒高度较低而出现高的暗电流的区域，使用诸如Ge的窄带隙材料时，这种情况将更加严重。这种低的空穴(hole)肖特基势垒归因于钉扎于电极(金属)/光电探测器(Ge)的分界面处的强的费米能级处于电中性能级，其不依赖于使用的金属功函数(work function)的选择。例如，对于给定施加的1V的偏压，集成于SOI脊型波导中的Ge-MSM-光电探测器可能具有大约150μA的高的暗电流。

一种传统装置通过引入诸如非晶硅或非晶锗的具有大的带隙能量的材料来抑制在电极和半导体之间的分界面处连续的暗电流。使用非晶硅或非晶锗作为阻挡材料增加了寄生电阻，导致光电流减少。

需要一种光电探测器，其能够减少暗电流现象，且不会产生上述缺陷中的至少一些缺陷。

发明内容

在一种实施方式中，提供了一种光电探测器，包括：探测器区域；第一接触区域，形成与所述探测器区域的分界面；以及第一化合价修正吸附物区域，位于所述第一接触区域和所述探测器区域之间。

在另一种实施方式中，提供了一种形成光电探测器的方法。所述方法可以包括：形成探测器区域；形成第一接触区域，作为与所述探测器区域的分界面，以及在所述第一接触区域和所述探测器区域之间形成第一化合价修正吸附物区域。

在又一种实施方式中，提供了一种光电探测器，包括：探测器区域；第一接触区域；以及第一化合价修正吸附物区域，形成所述第一接触区域和所述探测器区域之间的分界面，其中，所述第一化合价修正吸附物区域钝化所述第一接触区域和所述探测器区域之间的不饱和键。

附图说明

附图中，贯穿不同视图的相同的参考标记通常指代相同的部件。该附图不必然遵循比例，而是着重于大体示出不同实施方式的原理。在下面的描述中，将参照附图对不同的实施方式进行描述，其中：

图1示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的扫描电子显微(SEM)图像；

图2示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的剖视图；

图3A示出了没有化合价修正吸附物区域的光电探测器的剖视图；

图3B示出了没有化合价修正吸附物区域的光电探测器的带隙图；

图3C示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的剖视图；

图3D示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的带隙图；

图4示出了根据一种实施方式制成的光电探测器；

图5示出了用于制备根据一种实施方式制成的光电探测器的制备工艺的流程图；

图6A-6F示出了根据一种实施方式的光电探测器的多个制备阶段的剖视图；

图7A和7B示出了根据一种实施方式制成的光电探测器中的NiGe/Ge结(junction)的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像；

图7C示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的硫分离的NiGe肖特基接触的二次离子质谱(SIMS)的深度分布图；

图8为室温下电流-电压(I-V)曲线标绘图；

图9A和9B为电流对外加电压V_A的标绘图；

图10为根据一种实施方式制成的光电探测器的响应(dB)对频率(Hz)的标绘图。

具体实施方式

虽然已经参照特定实施方式具体示出并描述了实施方式，本领域技术人员应该能理解到，还可以在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下对这些实施方式的形式和细节进行多种变化。由此，本发明的范围由所附权利要求书表示，并且打算包含归入该权利要求书的等同物的意义和范围的范围内的所有变化。应该能意识到，相关附图中使用的涉及部件的常用数字用作类似的或相同的目的。

图1示出了根据一种实施方式制成的光电探测器100的扫描电子显微(SEM)图像。