[发明专利]一种波导型光电探测器及制造方法有效

专利信息
申请号: 202011077809.6 申请日: 2020-10-10
公开(公告)号: CN112186075B 公开(公告)日: 2023-05-23
发明(设计)人: 熊文娟;黎奔;林鸿霄;董燕;王桂磊;亨利·H·阿达姆松 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所;广东省大湾区集成电路与系统应用研究院
主分类号: H01L31/18 分类号: H01L31/18;H01L31/0232;H01L31/101
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 杨丽爽
地址: 100029 北京市朝阳*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 波导 光电 探测器 制造 方法
【权利要求书】:

1.一种波导型光电探测器的制造方法,其特征在于,包括:

提供第一衬底和第二衬底,所述第一衬底正面上的包覆层,形成于所述包覆层中的第一氮化硅光波导,所述第二衬底正面上的锗外延层;

进行所述第一衬底和所述第二衬底的正面键合,从所述第二衬底的背面进行减薄,以暴露所述锗外延层;

刻蚀所述锗外延层,形成台阶结构,在所述台阶结构的侧壁形成第二氮化硅光波导;

在所述锗外延层上形成光电探测器;

所述在所述锗外延层上形成光电探测器,具体包括:

对所述锗外延层进行掺杂,以在所述锗外延层中形成源漏区;

沉积介质材料,以形成覆盖所述锗外延层以及所述第二氮化硅光波导的介质层;

刻蚀所述介质层形成暴露所述源漏区的接触孔,在所述接触孔中填充金属材料,以形成所述源漏区的金属接触。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述锗外延层包括第一部分和第二部分;

在所述锗外延层上形成光电探测器,具体包括:

在所述锗外延层的第一部分形成第一掺杂材料层;

在所述锗外延层的第二部分形成第二掺杂材料层;

沉积介质材料,形成覆盖所述锗外延层和所述第二氮化硅光波导的介质层;

刻蚀所述介质层形成暴露所述第一掺杂材料层的第一接触孔以及暴露所述第二掺杂材料层的第二接触孔;

在所述第一接触孔中填充金属材料,以形成所述第一掺杂材料层的金属接触,在所述第二接触孔中填充金属材料,以形成所述第二掺杂材料层的金属接触。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在刻蚀所述锗外延层,形成台阶结构之后,在所述台阶结构的侧壁形成第二氮化硅光波导之前,还包括:

在所述台阶结构的表面形成刻蚀阻挡层。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述刻蚀阻挡层包括二氧化硅层和非晶硅层。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述刻蚀所述锗外延层,形成台阶结构,在所述台阶结构的侧壁形成第二氮化硅光波导,包括:

刻蚀所述锗外延层,形成台阶结构;

沉积氮化硅层,以填充所述台阶结构,对所述氮化硅层进行平坦化工艺,直至露出所述刻蚀阻挡层;

刻蚀所述氮化硅层,以在所述台阶结构的侧壁形成第二氮化硅光波导。

6.一种波导型光电探测器,其特征在于,包括:

键合的第一衬底和第二衬底,所述第一衬底正面上的包覆层,形成于所述包覆层中的第一氮化硅光波导,所述第二衬底正面上的锗外延层,所述锗外延层相对于所述包覆层为台阶结构;

所述台阶结构的侧壁形成有第二氮化硅光波导;

所述锗外延层上形成有光电探测器;

所述锗外延层上形成有光电探测器,具体包括:

所述锗外延层中的源漏区;

覆盖所述锗外延层和所述第二氮化硅光波导的介质层;

所述介质层中形成有所述源漏区的金属接触。

7.根据权利要求6所述的光电探测器,其特征在于,所述锗外延层包括第一部分和第二部分;

所述锗外延层上形成有光电探测器,具体包括:

所述锗外延层的第一部分形成有第一掺杂材料层;

所述锗外延层的第二部分形成有第二掺杂材料层;

覆盖所述锗外延层和所述第二氮化硅光波导的介质层;

所述介质层中形成有所述第一掺杂材料层的金属接触以及所述第二掺杂材料层的金属接触。

8.根据权利要求6所述的光电探测器,其特征在于,所述台阶结构的表面形成有刻蚀阻挡层。

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