光探测装置制造方法及图纸

一种光探测装置，包括衬底、第一吸收层、第一键合结构、第二吸收层、第二键合结构、第一载流子引导单元及第二载流子引导单元。所述第一吸收层在所述衬底上被构造成吸收具有第一峰值波长的光子；所述第一键合结构位于所述衬底与所述第一吸收层之间；所述第二吸收层在所述衬底上被配置用于吸收具有不同于所述第一峰值波长的第二峰值波长的光子；所述第二键合结构位于所述衬底与所述第二吸收层之间；所述第一载流子引导单元与所述衬底集成且电耦合到所述第一吸收层；所述第二载流子引导单元与所述衬底集成且电耦合到所述第二吸收层。述衬底集成且电耦合到所述第二吸收层。述衬底集成且电耦合到所述第二吸收层。

【技术实现步骤摘要】
光探测装置
[0001]本申请是国家申请号为201980038133.9(国际申请号 PCT/US2019/026382，国际申请日2019年4月8日，专利技术名称“光探 测装置”)之申请的分案申请。
[0002]对于相关申请的交叉引用
[0003]本专利申请要求2018年4月8日提交的美国临时专利申请No. 62/654,456、2018年8月8日提交的美国临时专利申请No.62/654,457、 2018年6月8日提交的美国临时专利申请No.62/682,254、2018年6月19 日提交的美国临时专利申请No.62/686,697、2018年7月8日提交的美国 临时专利申请No.62/695,060、2018年8月13日提交的美国临时专利申请 No.62/717,908、2018年11月5日提交的美国临时专利申请No. 62/755,581以及2018年12月7日提交的美国临时专利申请No.62/776,995 的权益，以上申请的内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0004]光探测器可以用于探测光信号并将光信号转换为可以由另一电路 进一步处理的电信号。光探测器可用于消费电子产品、图像传感器、 数据通信、飞行时间(TOF)测距或成像传感器、医疗设备以及许多其 他合适的应用中。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括吸收层，该吸收层被配置为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子， 其中，该吸收层包括锗。载流子引导单元电耦合到吸收层，其中，载 流子引导单元包括具有第一栅极端子的第一开关。
[0006]根据本公开的实施例，提供了一种用于制造光探测装置的方法。 该方法包括：形成吸收层；在吸收层上形成子绝缘层；在吸收层上形 成穿透子绝缘层的导电沟槽以连接所述吸收层；提供衬底，该衬底集 成有载流子引导单元、第一读出电路、第二读出电路、第一控制信号 和第二控制信号，其中，第一控制信号和第二控制信号、第一读出电 路和第二读出电路电耦合到载流子引导单元；在衬底上形成子绝缘层 并覆盖第一栅极端子和第二栅极端子；在衬底上形成穿透子绝缘层的 导电沟槽；将衬底上的子绝缘层与吸收层上的子绝缘层键合以形成键 合结构，其中，在键合步骤之后，将载流子引导单元电耦合到吸收层。
[0007]根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括：吸收层，其被构造为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子；以 及电耦合到吸收层的载流子引导单元，其中，载流子引导单元包括第 一开关、第二开关以及第一开关和第二开关之间的具有导电类型的公 共区，其中，第一开关包括具有导电类型的第一载流子输出区，第二 开关包括具有与第一载流子输出区的导电类型相同的导电类型的第二 载流子输出区，并且公共区的导电类型不同于第一载流子输出区的导 电类型。
[0008]根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括：吸收层，其被构造为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子；衬 底；衬底与吸收层之间的键合结构；与衬底集成的载流子引导单元、 第一读出电路、第二读出电路、第一控制信号和第二控制信号，其中， 第一控制信号和第二控制信号、第一读出电路和第二读出电路电耦合 到载流子
引导单元。
[0009]根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括：衬底；在衬底上的第一吸收层，该第一吸收层被构造成吸收具有 第一峰值波长的光子，并从吸收的光子产生光载流子；衬底与第一吸 收层之间的第一键合结构；在第一吸收层上的第二吸收层以及被配置 用于吸收光子并从吸收的光子产生光载流子，其中，第二吸收层被配 置用于吸收具有不同于第一峰值波长的第二峰值波长的光子；衬底与 第二吸收层之间的第二键合结构；与衬底集成的第一载流子引导单元 和第二载流子引导单元，其中，第一载流子引导单元电耦合到第一吸 收层，并且第二载流子引导单元电耦合到第二吸收层。
附图说明
[0010]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本申请的前述方面 和许多附带优点将变得更容易和更好的理解，其中：
[0011]图1A示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0012]图1B示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0013]图1C示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0014]图2A示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0015]图2B示出了根据一些实施例的光探测装置的一部分的俯视图。
[0016]图2C示出了根据一些实施例的图2B所示的光探测装置的截面图。
[0017]图2D示出了根据一些实施例的光探测装置的俯视图。
[0018]图2E示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0019]图2F示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0020]图2G示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0021]图2H示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0022]图3A示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0023]图3B至图3E示出了根据一些实施例的用于制造图3A中的光探 测装置的方法。
[0024]图3F示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0025]图3G示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0026]图3H示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0027]图3I示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0028]图3J示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0029]图3K示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0030]图3L示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0031]图3M示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0032]图3N示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0033]图3O示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0034]图3P示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0035]图3Q示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0036]图3R示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0037]图3S示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0038]图4A示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0039]图4B示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0040]图4C示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0041]图4D示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0042]图4E示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0043]图4F示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0044]图4G示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。
[0045]图5示出了根据一些实施例的光探测装置的截面图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光探测装置，其特征在于，所述光探测装置包括：衬底；第一吸收层，在所述衬底上，所述第一吸收层被构造成吸收具有第一峰值波长的光子；第一键合结构，位于所述衬底与所述第一吸收层之间；第二吸收层，在所述衬底上，其被配置用于吸收具有不同于所述第一峰值波长的第二峰值波长的光子；第二键合结构，位于所述衬底与所述第二吸收层之间；第一载流子引导单元，其与所述衬底集成且电耦合到所述第一吸收层；以及第二载流子引导单元，其与所述衬底集成且电耦合到所述第二吸收层。2.根据权利要求1所述的光探测装置，其中，所述第一载流子引导单元包括第一开关以及与所述第一开关物理分离的第二开关，所述第二载流子引导单元包括另一第一开关以及与所述另一第一开关物理分离的另一第二开关。3.根据权利要求2所述的光探测装置，其中，所述第一载流子引导单元的所述第一开关包括形成于所述衬底的第一载流子输出区以及第一载流子输入区，所述第一载流子引导单元的所述第二开关包括形成于所述衬底的第二载流子输出区以及第二载流子输入区，所述所述第二载流子引导单元的所述另一第一开关包括形成于所述衬底的另一第一载流子输出区以及另一第一载流子输入区，所述第二载流子引导单元的所述另一第二开关包括形成于所述衬底的另一第二载流子输出区以及另一第二载流子输入区。4.根据权利要求3所述的光探测装置，其中，所述第一载流子引导单元的所述第一开关还包括第一栅极端子位于所述第一载流子输出区以及所述第一载流子输入区之间，所述第一载流子引导单元的所述第二开关还包括第二栅极端子位于所述第二载流子输出区以及所述第二载流子输入区之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建宇，那允中，郑斯璘，杨闵杰，刘汉鼎，梁哲夫，
申请(专利权)人：奥特逻科公司，
类型：发明
国别省市：