[发明专利]集成芯片及其形成方法

说明书

本发明的实施例涉及一种集成芯片。该集成芯片包括具有第一半导体材料的衬底。第二半导体材料设置在该第一半导体材料上。该第二半导体材料是IV族半导体或III‑V族化合物半导体。钝化层设置在该第二半导体材料上。该钝化层包括该第一半导体材料。第一掺杂区域及第二掺杂区域延伸穿过该钝化层并进入该第二半导体材料中。本发明的实施例还提供一种形成集成芯片的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及集成芯片及其形成方法。

背景技术

具有光子器件的集成芯片(IC)见于许多现代电子器件中。举例来说，包括图像传感器的光子器件用于相机、录像机以及其它类型的摄影系统以捕获图像。光子器件还广泛应用于其它应用，例如，用于确定飞行时间(TOF)系统中的传感器与目标物体之间的间距的深度传感器。TOF系统的深度传感器可用于智能手机(例如，面部识别)、汽车、无人机、机器人等中。

发明内容

在一些实施例中，一种集成芯片，包括：衬底，所述衬底包括第一半导体材料；第二半导体材料，所述第二半导体材料设置在所述第一半导体材料上，其中，所述第二半导体材料是IV族半导体或III-V族化合物半导体；钝化层，所述钝化层设置在所述第二半导体材料上，其中，所述钝化层包括所述第一半导体材料；以及第一掺杂区域和第二掺杂区域，所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域延伸穿过所述钝化层并进入所述第二半导体材料中。

在一些实施例中，一种集成芯片，包括：衬底，所述衬底包括硅；第二半导体材料，所述第二半导体材料具有接触所述衬底的所述硅的最底表面，其中，所述第二半导体材料包括IV族半导体或III-V族化合物半导体；钝化层，所述钝化层包括硅，其中，所述钝化层的所述硅接触所述第二半导体材料的最顶表面；第一掺杂区域，所述第一掺杂区域具有第一掺杂类型且延伸穿过所述钝化层并进入所述第二半导体材料中；以及第二掺杂区域，所述第二掺杂区域具有第二掺杂类型且延伸穿过所述钝化层并进入所述第二半导体材料中，其中，所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域通过所述第二半导体材料与所述第二半导体材料的所述最底表面分开。

在一些实施例中，一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上形成第二半导体材料，所述衬底包括第一半导体材料；在所述第二半导体材料上形成钝化层；执行第一注入工艺以形成第一掺杂区域，所述第一掺杂区域具有第一掺杂类型且延伸穿过所述钝化层并进入所述第二半导体材料中；以及执行第二注入工艺以形成第二掺杂区域，所述第二掺杂区域具有第二掺杂类型且延伸穿过所述钝化层并进入所述第二半导体材料中。

本申请的实施例提供了用于外延半导体工艺的钝化层。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了集成芯片的一些实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的半导体器件。

图2示出了集成芯片的一些额外实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的半导体器件。

图3A到图3C示出了集成芯片的一些替代实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的半导体器件。

图4示出了集成芯片的一些实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的光子器件。

图5示出了集成芯片的一些替代实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的光子器件。

图6A示出了集成芯片的一些实施例的截面图，所述集成芯片包括设置在由钝化层覆盖的半导体材料内的深度传感器。

图6B示出了包括公开的深度传感器的飞行时间(TOF)系统的一些实施例的框图。