光电探测器结构制造技术

提供了一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，包括半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗(Ge)；第一涂层，位于基底上，所述第一涂层包围光吸收层的侧表面的至少一部分；以及光波导，位于第一涂层上，所述光波导与光吸收层接触并且包括氮化硅(SiN)，其中，光波导的下表面比光吸收层的下表面高。

【技术实现步骤摘要】
光电探测器结构于2018年4月12日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0042483号且专利技术名称为“光电探测器结构”的韩国专利申请通过引用全部包含于此。
本公开涉及光电探测器结构。更具体地，本公开涉及一种包括锗(Ge)光吸收层的光电探测器结构。
技术介绍
光电探测器(photodetector，PD)是检测光信号(光强度)以产生电信号的装置。为了实现在特定波长段中工作的光电探测器，可以使用在硅(Si)基底上进行晶体生长锗(Ge)的方法。
技术实现思路
根据本公开的多个方面，提供了一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，具有半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗(Ge)；第一涂层，位于基底上，所述第一涂层包围光吸收层的侧表面的至少一部分；以及光波导，位于第一涂层上，所述光波导与光吸收层接触并且包括氮化硅(SiN)，其中，光波导的下表面比光吸收层的下表面高。根据本公开的多个方面，还提供了一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，具有半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗(Ge)；涂层，位于基底和光吸收层上；以及光波导，穿过涂层并且与光吸收层接触，其中，光波导通过涂层与基底间隔开，涂层的下表面比光吸收层的下表面高或与光吸收层的下表面处于同一高度处。根据本公开的多个方面，还提供了一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，具有半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗(Ge)；涂层，位于基底和光吸收层上；以及光波导，穿过涂层并且与光吸收层的上表面接触，其中，光波导通过涂层与基底间隔开。根据本公开的多个方面，还提供了一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，具有半导体膜；光吸收层，位于半导体膜的最上表面上，所述光吸收层包括锗(Ge)；第一涂层，位于基底上，所述第一涂层覆盖光吸收层的侧表面的一部分；以及光波导，位于第一涂层上，所述光波导与光吸收层的侧表面的另一部分接触并且包括氮化硅(SiN)，其中，光波导的下表面比光吸收层的下表面高。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得明显，在附图中：图1示出了根据一些实施例的光通信系统的示意性框图。图2示出了根据一些实施例的光电探测器结构的布局图。图3示出了沿着图2的线A-A'的剖视图。图4和图5示出了沿着图2的线B-B'的各种剖视图。图6示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图7示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图8示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图9示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图10示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图11示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图12示出了根据一些实施例的光电探测器结构的剖视图。图13示出了根据一些实施例的光电探测器结构的布局图。图14和图15示出了沿着图13的线C-C'的各种剖视图。图16示出了根据一些实施例的光电探测器结构的布局图。图17示出了根据一些实施例的光电探测器结构的布局图。具体实施方式在下文中，将参照图1至图16描述根据一些实施例的光电探测器结构。图1是根据一些实施例的光通信系统的示意性框图。参照图1，根据一些实施例的光通信系统10可以包括光发送器20、通道40和光接收器30。光发送器20将电信号转换成光信号。通道40可以将转换的光信号从光发送器20传输到光接收器30。通道40可以包括例如光纤。光接收器30将传输的光信号再次转换成电信号。例如，光接收器30可以包括光电探测器(PD)结构35。光电探测器结构35检测传输的光信号并将其转换成电信号。图2是根据一些实施例的光电探测器结构35的俯视布局图。图3是沿着图2的线A-A'的剖视图，图4和图5是沿着图2的线B-B'的各种剖视图。为了便于描述，未在图2和图3中示出第一杂质区410、第二杂质区420、第一电极510和第二电极520。参照图2至图5，根据一些实施例的光电探测器结构35可以包括基底100、光吸收层200、第一涂层110、光波导300、第二涂层120、第一杂质区410、第二杂质区420、第一电极510和第二电极520。基底100可以包括半导体膜。例如，基底100可以是硅基底，或者可以包括例如硅锗、锑化铟、铅碲化合物、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓的其它材料。在另一示例中，基底100可以具有形成在基体基底上的外延层。为了便于描述，下面将半导体膜描述为硅膜。光吸收层200可以形成在基底100上。另外，光吸收层200可以与基底100的半导体膜接触。例如，光吸收层200可以通过从基底100的半导体膜的最上表面进行晶体生长(例如，外延生长)来形成。光吸收层200可以包括锗(Ge)。在一些实施例中，光吸收层200可以包括但不限于低温沉积的锗层和高温沉积的锗层。例如，光吸收层200可以由单个锗层形成。在另一示例中，光吸收层200可以以其中硅(Si)和锗(Ge)以适当比例混合的合金的形式来形成。例如，光吸收层200可以包括单晶锗，但不限于此，可以包括多晶锗。第一涂层110可以形成在基底100上。另外，第一涂层110可以覆盖光吸收层200的侧表面200c的至少一部分。例如，如图3中所示，第一涂层110可以形成在基底100的上表面和光吸收层200的侧表面上。在一些实施例中，光吸收层200和第一涂层110可以形成在基底100的最上表面上。例如，光吸收层200和第一涂层110可以与基底100的半导体膜的最上表面接触(例如，直接接触)。因此，第一涂层110的下表面110a可以布置在与光吸收层200的下表面200a基本相同的高度处，例如，第一涂层110的下表面110a和光吸收层200的下表面200a可以为彼此基本同一水平。光波导300可以具有在第一涂层110上延长的形状，例如，光波导300可以包括具有沿着第一方向X(图2)延伸的纵向方向的线形形状。另外，光波导300可以与光吸收层200接触。例如，光波导300可以在与基底100的上表面平行的第一方向X上在第一涂层110的上表面110b上延伸，并且可以与光吸收层200接触。在一些实施例中，光波导300可以沿着光吸收层200的上表面200b和第一涂层110的上表面110b的轮廓延伸(例如，连续地延伸)。光波导300的下表面300a可以比光吸收层200的下表面200a高。例如，如图3中所示，光吸收层200和第一涂层110形成在基底100的上表面上，光波导300可以形成在第一涂层110的上表面110b上。因此，光波导300的下表面300a可以相对于基底100设置为比光吸收层200的下表面200a高。在图3中，光波导300的下表面300a被示出为比光吸收层200的上表面200b低，但本公开不限于此。例如，第一涂层110的上表面110b或光波导300的下表面300a可以比光吸收层200的上表面200b高。在一些实施例中，光波导300可以与光吸收层200的上表面200b的至少一部分接触。因此，光波导300可以例如通过仅部分接触光吸收层200而与光吸收层200形成倏逝耦合(evanescentcoupling)。在图3中，光波导30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，包括半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗；第一涂层，位于基底上，所述第一涂层包围光吸收层的侧表面的至少一部分；以及光波导，位于第一涂层上，所述光波导与光吸收层接触并且包括氮化硅，其中，光波导的下表面比光吸收层的下表面高。

【技术特征摘要】
2018.04.12 KR 10-2018-00424831.一种光电探测器结构，所述光电探测器结构包括：基底，包括半导体膜；光吸收层，位于基底上，所述光吸收层与半导体膜接触并且包括锗；第一涂层，位于基底上，所述第一涂层包围光吸收层的侧表面的至少一部分；以及光波导，位于第一涂层上，所述光波导与光吸收层接触并且包括氮化硅，其中，光波导的下表面比光吸收层的下表面高。2.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，光吸收层和第一涂层与半导体膜的最上表面接触。3.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，光波导与光吸收层的上表面的至少一部分接触。4.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，光吸收层的下部分填充位于基底中的沟槽。5.如权利要求1所述的光电探测器结构，所述光电探测器结构还包括：第二涂层，位于第一涂层的下面，所述第二涂层填充位于基底中的沟槽。6.如权利要求1所述的光电探测器结构，所述光电探测器结构还包括：第二涂层，位于基底上，所述第二涂层覆盖光吸收层、第一涂层和光波导。7.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，基底为绝缘体上硅。8.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，第一涂层包括氧化硅。9.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，光波导在与基底的上表面平行的方向上延伸。10.如权利要求1所述的光电探测器结构，其中，光吸收层包括：第一导电类型的第一杂质区；第二导电类型的第二杂质区，所述第二导电类型与第一导电类型不同；以及锗层，位于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵根煐，池晧哲，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR