光侦测器方法及光侦测器结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106486565A(43)申请公布日2017.03.08(21)申请号201610479979.4H01L31/105(2006.01)(22)申请日2016.06.27(30)优先权数据14/837,8122015.08.27US(71)申请人格罗方德半导体公司地址英属开曼群岛大开曼岛(72)发明人J·J·埃利斯莫纳格汉J·C·S·霍尔M·H·哈提尔E·W·基埃瓦拉S·M·尚克(74)专利代理机构北京戈程知识产权代理有限公司11314代理人程伟王锦阳(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/103(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图16页(54)发明名称光侦测器方法及光侦测器结构(57)摘要本发明揭示一种光侦测器方法及光侦测器结构。在该方法中，多晶或非晶的光吸收层形成在介电层上以使其接触光波导的单晶半导体核心。该光吸收层接着以一或多个应变缓解层密封且进行快速熔化生长(RMG)工序以结晶化该光吸收层。该(多个)应变缓解层是为了控制应变缓解而调变，以致在该RMG工序期间，该光吸收层保持免于破裂。接着移除该(多个)应变缓解层且在该光吸收层之上形成密封层(例如，填充该RMG工序期间发展的表面凹陷)。随后，通过该密封层植入掺质以形成用于(多个)PIN二极管的扩散区域。由于该密封层相对薄，可在该扩散区域内达到想要的掺质轮廓。CN106486565ACN106486565A权利要求书1/3页1.一种方法，其包括:在单晶半导体层上形成介电层；在该介电层中形成开口，该开口露出部分该单晶半导体层；在该介电层上以及在该开口内的该单晶半导体层上形成光吸收层，该光吸收层为非晶或多晶且具有熔化温度；在该光吸收层之上形成一或多个应变缓解层；进行加热工序以便加热该光吸收层至该熔化温度，接着在该加热工序之后，该光吸收层变为单晶；移除至少一个应变缓解层；在该光吸收层之上形成密封层；以及在形成该密封层之后，进行离子植入工序以便在该光吸收层中形成至少一个二极管。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该一或多个应变缓解层极小化该光吸收层上的应力。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该一或多个应变缓解层包括第一应变缓解层及在该第一应变缓解层上的第二应变缓解层，以及该第一应变缓解层及该第二应变缓解层包括不同材料且具有不同厚度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该第一应变缓解层包括氮化硅层，该第二应变缓解层包括氧化硅层，且该不同厚度的比例近似1:5。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该单晶半导体层包括硅层，该光吸收层包括锗层，以及该密封层包括氮化硅层、多晶硅层、硅锗层、硅碳层、氮化钛层及氮化钽层中的任一者。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该离子植入工序使用至少1x1014原子/cm2的植入剂量而进行。7.根据权利要求1所述的方法，还包括:在进行该离子植入工序之后，在该密封层上形成多个介电层的堆栈；形成垂直延伸通过该堆栈的另外开口，以露出该密封层的顶表面；在该堆栈上以及该另外开口中沉积层间介电材料的覆盖层；以及形成接触，其垂直延伸通过在该另外开口内的该覆盖层以及通过该密封层至该至少一个二极管的扩散区域。8.一种形成光侦测器的方法，该方法包括:在单晶半导体层上形成第一介电层；在该第一介电层中形成开口，该开口露出部分该单晶半导体层；在该第一介电层上以及在该开口内的该单晶半导体层上形成锗的光吸收层，该锗的光吸收层为非晶或多晶且具有熔化温度；在该锗的光吸收层之上形成多个应变缓解层，该多个应变缓解层包括不同材料且具有不同厚度；进行加热工序以便加热该锗的光吸收层至该熔化温度，在该加热工序之后，该锗的光吸收层变为单晶；移除该多个应变缓解层；2CN106486565A权利要求书2/3页在该锗的光吸收层之上形成密封层；以及在形成该密封层之后，进行离子植入工序以便在该锗的光吸收层中形成多个二极管。9.根据权利要求8所述的方法，还包括预定该多个应变缓解层的该不同材料及该不同厚度以在室温及该熔化温度二者下于该多个应变缓解层中极小化应力，且导致极小化该锗的光吸收层上的应力。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该多个应变缓解层包括第一应变缓解层及在该第一应变缓解层上的第二应变缓解层。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该第一应变缓解层包括氮化硅层，该第二应变缓解层包括氧化硅层，且该不同厚度的比例近似1:5。12.根据权利要求8所述的方法，还包括:在进行该离子植入工序之后，在该密封层上形成多个介电层的堆栈，该堆栈包括:第二介电层；在该第二介电层上的第三介电层；及在该第三介电层上的第四介电层；形成垂直延伸通过该堆栈的另外开口，以露出