P-I-N半导体二极管及其形成方法技术

在半导体衬底上形成一种具有高纵横比的柱形ｐ－ｉ－ｎ二极管的装置。通过在位于所述柱的每个末端处的Ｐ＋区域与Ｎ＋区域之间的本征或轻掺杂的区域（ｉ区域）形成每一个器件。所述ｐ－ｉ－ｎ二极管的装置被嵌入在光学透明介质中。对于给定的表面面积，所述柱ｐ－ｉ－ｎ二极管的装置比常规平面ｐ－ｉ－ｎ二极管吸收更多的光能量。以阵列形式配置所述ｐ－ｉ－ｎ二极管以使从一个ｐ－ｉ－ｎ二极管反射的光子被邻近第一个ｐ－ｉ－ｎ二极管的另一个ｐ－ｉ－ｎ二极管所俘获和吸收，从而优化能量转换的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体器件，更具体而言，涉及集成的半导体p-i-n 二极管及其制造方法。
技术介绍
在多种应用例如光互连、光纤通信、集成光电子学等等中，广泛地使 用光探测器作为光传感器、光接收机、光耦合器。硅基光探测器例如p-i-n 二极管对于以高容量、与在相同衬底上集成 的其它电路简单封装的形式制造低成本光电探测器是有吸引力的。典型地， p-i-n 二极管包括位于p型区域与n型区域之间的本征(i)或轻掺杂的半 导体区域。当高密度光信号照射在^的^4i区域时，在二极管内产生电 子空穴对。当反向偏置光电二极管时，即，n型区域处于比p型区域高的 电压势，然后，电子被扫向n型区域而空穴移向p型区域，允许电流流动 通过器件。当光信号消失时，光电二极管产生的电流停止。p-i-n 二极管被有利地用于单独地探测成像象素或者用在联合响应数 据的光束的信号的阵列结构中。如此，光探测器已经显著地进入了光成i象 和光学数据传输系统的领域。p-i-n 二极管的另一个应用是使用其作为射频 (RF)和微波频率处的可变电阻。仅仅通过正向偏置的DC电流确定p-i-n 二极管的电阻。对于开关和衰减应用，这样的器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括至少第一和第二ｐ－ｉ－ｎ二极管，所述第一和第二ｐ－ｉ－ｎ二极管具有位于在ｎ掺杂的区域和ｐ掺杂的区域之间的中间本征区域，其中被所述第一ｐ－ｉ－ｎ二极管反射的光能量被所述第二ｐ－ｉ－ｎ二极管吸收。

【技术特征摘要】
US 2006-10-4 11/538,5571.一种半导体器件，包括至少第一和第二p-i-n二极管，所述第一和第二p-i-n二极管具有位于在n掺杂的区域和p掺杂的区域之间的中间本征区域，其中被所述第一p-i-n二极管反射的光能量被所述第二p-i-n二极管吸收。2. 根据权利要求1的半导体器件，其中所述至少两个p-i-n 二极管被 浸没在光学透明介质中。3. 根据权利要求1的半导体器件，其中所述至少两个p-i-n 二极管的 每一个包括连接到所述p掺杂的区域的笫 一 电极，和连接到所述n掺杂的 区域的第二电极。4. 根据权利要求1的半导体器件，其中所述至少两个p-i-n 二极管被 成形为柱，每个具有从5到50的范围的纵横比。5. 根据权利要求4的半导体器件，其中所述柱由单晶形成。6，根据权利要求3的半导体器件，其中所述上电极是光学透明导体。7. 根据权利要求4的半导体器件，其中所述柱具有锥形的轮廓。8. 根据权利要求l的半导体器件，其中所述n掺杂的区域、 ￡区域 和p掺杂的区域的表面面积被暴露到光。9. 根据权利要求l的半导体器件，其中复制并以阵列配置的形式设置 所述至少两个p-i-n 二极管，所述阵列形成光电转换阵列。10. 根据权利要求9的半导体器件，其中所述阵列被嵌入在光学透明 介质层中。11. 根据权利要求3的半导体器件，其中所述上电极由钛氧化物(TiO)制造。12. 根据权利要求9的半导体器件，其中所迷阵列的表面效率由公式 )给出m7i/(n)2>l (1) 其中m=h/r，柱高度(h)与其半径(r)的比率，n是柱中心到中心的距 离(d)与其半径的比率。13. —种...

【专利技术属性】
技术研发人员：许履尘，JA曼德尔曼，程慷果，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]