生成锗结构的方法和包括锗结构的光学器件技术

本公开的各实施例涉及生成锗结构的方法和包括锗结构的光学器件。一种生成锗结构的方法，包括：对硅衬底和氧化层的组件执行外延沉积工艺，其中氧化层中的一个或多个沟槽暴露硅衬底的表面部分。外延沉积工艺包括在第一阶段将锗沉积到组件上，在第一阶段之后的第二阶段期间执行蚀刻工艺以从氧化层去除锗，并且重复第一阶段和第二阶段。因此，锗晶体在一个或多个沟槽中生长。一种光学器件包括由外延沉积工艺获取的锗结构的原始纹理化表面形成的光入射表面，而不需要在外延工艺之后处理锗结构的表面。表面。表面。

【技术实现步骤摘要】
生成锗结构的方法和包括锗结构的光学器件


[0001]本公开涉及用于生成锗结构的方法，并且具体地涉及一种适用于 光学器件的锗结构。此外，本公开涉及包括锗结构的光学器件。

技术介绍

[0002]诸如光学传感器或光伏电池等光学器件被广泛使用。例如，诸如 小型化光谱仪或热成像相机等光学传感器越来越多地应用于多个领 域中，诸如消费品或汽车应用。通常，这种光学器件可以将光(诸如 可见光或红外光)的电磁能转换为电能，以产生能量或生成传感器信 号。
[0003]硅通常用作诸如光学检测器等光学器件的半导体材料。硅对波长 高达1100nm的光具有光学敏感性。可能存在用于光学器件的应用， 该光学器件允许在超过使用硅作为活性材料而可检测的波长范围的 更大波长范围内进行检测。特别地，在食品分析、医疗技术和材料分 析领域，材料的感兴趣吸收带在高达1.8μm的波长范围内。
[0004]由于其特性而适用于光学检测器的材料是锗。锗在高达1.8μm的 红外范围内(NIR＝近红外)具有高的吸收率。为了从硅半导体技术的 低成本中获益，存在将锗层与硅衬底集成的方法。挑战本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生成锗结构的方法，所述方法包括：提供组件，所述组件包括硅衬底，所述硅衬底在所述硅衬底的表面上具有氧化层，其中所述氧化层包括多个沟槽，每个沟槽延伸到并且暴露所述硅衬底的所述表面的一部分，其中沟槽深度大于沟槽宽度，所述沟槽的数目至少为一个；对所述组件执行外延沉积工艺以在所述硅衬底的每个暴露部分上生长所述锗结构的锗晶体，每个锗晶体形成在相关联的沟槽中以及在所述氧化层的、邻接所述相关联的沟槽的区域上，其中所述外延沉积工艺包括：在第一阶段期间将锗沉积到所述组件上；在所述第一阶段之后的第二阶段期间执行蚀刻工艺，以便从所述氧化层去除锗；以及重复所述第一阶段和所述第二阶段。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阶段的持续时间长于所述第二阶段的持续时间、优选地为所述第二阶段的所述持续时间的至少两倍或至少三倍。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，包括：在所述第一阶段和所述第二阶段期间将温度控制在300℃至650℃的范围内、优选地在590℃至610℃的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括：在所述第一阶段期间将氢气中的1％的GeH4的流速控制在350sccm至450sccm的范围内、优选地在390sccm至410sccm的范围内，以及在所述第二阶段期间将盐酸的流速控制在40sccm至55sccm的范围内、优选地在45sccm至49sccm的范围内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括：在第一次执行所述第一阶段之前，从所述多个沟槽中的每个沟槽的底部中去除原生SiO2。6.根据权利要求5所述的方法，其中从每个沟槽的所述底部中去除原生SiO2包括：a)在950℃至1150℃、优选地1040℃至1060℃的范围内的温度下，在15slm至25slm、优选地19slm至21slm的范围内的氢气流速下，在120s至240s、优选地145s至155s的范围内的持续时间内，烘烤所述硅衬底，或者b)执行湿法蚀刻工艺。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述多个沟槽至少包括第一沟槽和第二沟槽，其中形成在所述氧化层的、邻接所述第一沟槽和所述第二沟槽的区域上的所述锗晶体彼此接触，和/或其中所述多个沟槽包括二维沟槽光栅，其中与所述沟槽相关联的所述锗晶体形成连续锗层。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述硅衬底和/或所述锗结构的至少部分被掺杂使得由所述硅衬底和所述锗结构形成pn结或pin结。9.根据权利要求8所述的方法，包括：在所述第一阶段的至少一部分期间和/或所述第一阶段的所述至少一部分之间添加掺杂剂，以生成所述锗晶体的掺杂区域。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述硅衬底的、所述多个沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：