一种锗硅雪崩光电二极管
摘要文本
数据由马 克 数 据整理 。本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种锗硅雪崩光电二极管，其采用ART工艺制备Ge‑on‑Si APD，以低位错Ge薄膜作为光吸收区，在Si衬底制作雪崩区，并基于制备过程中存在的吸收区和倍增区连接问题，设置连接区贯穿第一半导体区和第二半导体区之间的绝缘层，并连接第一半导体区和第二半导体区。本发明的锗硅雪崩光电二极管为具有低位错密度特征的吸收区雪崩区分离型光电二极管结构，其可以有效降低器件的暗电流等。
申请人信息
- 申请人:浙桂(杭州)半导体科技有限责任公司
- 申请人地址:310051 浙江省杭州市滨江区浦沿街道六和路368号一幢(北)三楼D3488室
- 发明人: 浙桂(杭州)半导体科技有限责任公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种锗硅雪崩光电二极管 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311359399.8 |
| 申请日 | 2023/10/20 |
| 公告号 | CN117096208B |
| 公开日 | 2024/2/9 |
| IPC主分类号 | H01L31/0352 |
| 权利人 | 浙桂(杭州)半导体科技有限责任公司 |
| 发明人 | 张钰; 陆建明; 任伟平 |
| 地址 | 浙江省杭州市滨江区浦沿街道六和路368号一幢(北)三楼D3488室 |
专利主权项内容
1.一种锗硅雪崩光电二极管，其包括第一半导体区(1)、位于第一半导体区(1)内的第一掺杂区(3)和第二掺杂区(4)、第二半导体区(2)、位于第二半导体区(2)内的第三掺杂区(5)、绝缘层(6)、隔离区(7)、第一电极(8)和第二电极(9)，其特征在于，还包括连接区(10)，所述第一半导体区(1)与第二半导体区(2)由所述绝缘层(6)隔开，所述连接区(10)还沿纵向延伸并贯穿位于所述第一半导体区(1)与第二半导体区(2)之间的所述绝缘层(6)，并连接所述第一半导体区(1)与第二半导体区(2)；所述第一半导体区(1)采用硅材料；所述第二半导体区(2)采用锗材料；所述第二半导体区(2)通过ART工艺制备得到，其过程具体为：在作为第一半导体区(1)的硅衬底上形成多个具有一定深宽比的沟槽，接着在硅衬底表面以及沟槽内壁沉积一层SiO后刻蚀沟槽底部的SiO，在沟槽中外延生长锗薄膜，直至锗薄膜高出硅衬底并达到特定厚度时停止；Ge在沟槽中受限生长时，SiO壁会阻碍失配位错的迁移，因此薄膜中的位错缺陷在沟槽内的某一特定厚度处消失，接着采用减薄工艺去除硅衬底上包括位错(12)的部分，以降低器件中由于位错(12)导致的暗电流；222或制备过程为：在作为第一半导体区(1)的硅衬底上形成多个具有一定深宽比的沟槽，接着在硅衬底表面以及沟槽内壁沉积一层SiO后刻蚀沟槽底部的SiO，在沟槽中外延生长锗薄膜，持续至锗薄膜填满整个沟槽，Ge在沟槽中受限生长时，SiO壁会阻碍失配位错的迁移，因此薄膜中的位错缺陷在沟槽内的某一特定厚度处消失，接着使用减薄工艺去除硅衬底上含有位错(12)的部分，并在第一半导体区(1)上经过减薄工艺去除位错(12)后、裸露出来的表面沉积绝缘层(6)，最后在绝缘层侧露出的锗薄膜上再次外延锗薄膜直至达到特定厚度时停止；222所述连接区(10)所用材料选自硅、锗或锗硅合金；所述第二掺杂区(4)位于第一半导体区(1)内沿纵向方向相较于第一掺杂区(3)更深的位置；所述第二掺杂区(4)为电荷区；所述第一电极(8)和第二电极(9)分别与所述第一掺杂区(3)和第三掺杂区(5)连接。