具有化合价修正吸附物区域的光电探测器及其制备方法技术

根据一种实施方式，提供一种光电探测器，包括探测器区域；第一接触区域，形成与所述探测器区域的分界面；以及第一化合价修正吸附物区域，位于所述第一接触区域和所述探测器区域之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施方式涉及光电探测器及其制备方法。
技术介绍
SOI (绝缘体上硅)上的锗(Germanium-on-SOI)，或通常缩写为Ge-on-S0I，由于其 与现有的CMOS技术的集成兼容性，以及较大的吸收系数，通常用于近红外光光电探测应用 中。p-i-nGe光电探测器显示出对850nm的波长λ处的光吸收的优异的反应率和量子效 率，并且具有对波长更长的长波段(L-band)光电探测(λ = 1561-1620nm)的潜能。在传 统的光电探测器中，使用金属-半导体-金属(MSM)结构以借助低的结电容优势和工艺集 成的便利。然而，MSM光电探测器中观察到的高的暗电流导致光电探测器的信噪比较差，当对 活性的光电探测器区域，即由于肖特基势垒高度较低而出现高的暗电流的区域，使用诸如 Ge的窄带隙材料时，这种情况将更加严重。这种低的空穴(hole)肖特基势垒归因于钉扎 于电极(金属)/光电探测器(Ge)的分界面处的强的费米能级处于电中性能级，其不依赖 于使用的金属功函数(work function)的选择。例如，对于给定施加的IV的偏压，集成于 SOI脊型波导中的Ge-MSM-光电探测器可能具有大约150 μ A的高的暗电流。一种传统装置通过引入诸如非晶硅或非晶锗的具有大的带隙能量的材料来抑制 在电极和半导体之间的分界面处连续的暗电流。使用非晶硅或非晶锗作为阻挡材料增加了 寄生电阻，导致光电流减少。需要一种光电探测器，其能够减少暗电流现象，且不会产生上述缺陷中的至少一 些缺陷。
技术实现思路
在一种实施方式中，提供了一种光电探测器，包括探测器区域；第一接触区域， 形成与所述探测器区域的分界面；以及第一化合价修正吸附物区域，位于所述第一接触区 域和所述探测器区域之间。在另一种实施方式中，提供了一种形成光电探测器的方法。所述方法可以包括形 成探测器区域；形成第一接触区域，作为与所述探测器区域的分界面，以及在所述第一接触 区域和所述探测器区域之间形成第一化合价修正吸附物区域。在又一种实施方式中，提供了一种光电探测器，包括探测器区域；第一接触区 域；以及第一化合价修正吸附物区域，形成所述第一接触区域和所述探测器区域之间的分 界面，其中，所述第一化合价修正吸附物区域钝化所述第一接触区域和所述探测器区域之 间的不饱和键。附图说明附图中，贯穿不同视图的相同的参考标记通常指代相同的部件。该附图不必然遵循比例，而是着重于大体示出不同实施方式的原理。在下面的描述中，将参照附图对不同的 实施方式进行描述，其中图1示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的扫描电子显微(SEM)图像；图2示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的剖视图；图3A示出了没有化合价修正吸附物区域的光电探测器的剖视图；图3B示出了没有化合价修正吸附物区域的光电探测器的带隙图；图3C示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的剖视图；图3D示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的带隙图；图4示出了根据一种实施方式制成的光电探测器；图5示出了用于制备根据一种实施方式制成的光电探测器的制备工艺的流程图；图6A-6F示出了根据一种实施方式的光电探测器的多个制备阶段的剖视图；图7A和7B示出了根据一种实施方式制成的光电探测器中的NiGe/Ge结 (junction)的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像；图7C示出了根据一种实施方式制成的光电探测器的硫分离的MGe肖特基接触的 二次离子质谱(SIMS)的深度分布图；图8为室温下电流_电压(I-V)曲线标绘图；图9A和9B为电流对外加电压Va的标绘图；图10为根据一种实施方式制成的光电探测器的响应(dB)对频率(Hz)的标绘图。 具体实施例方式虽然已经参照特定实施方式具体示出并描述了实施方式，本领域技术人员应该能 理解到，还可以在不脱离由所附权利要求书所限定的本专利技术的精神和范围的情况下对这些 实施方式的形式和细节进行多种变化。由此，本专利技术的范围由所附权利要求书表示，并且打 算包含归入该权利要求书的等同物的意义和范围的范围内的所有变化。应该能意识到，相 关附图中使用的涉及部件的常用数字用作类似的或相同的目的。图1示出了根据一种实施方式制成的光电探测器100的扫描电子显微(SEM)图像。由图1可以观察到，光电探测器100包括第一电极216和第二电极214，两者均设 置于钝化层210的上方。在示出的实施方式中，光电探测器100具有大约32 μ m的有效直 径Φ和大约2 μ m的指间距S。图2示出了根据一种实施方式制成的光电探测器100沿图1中A-A’线的剖视图。该光电探测器100包括块状衬底层201 ；探测器区域212 ；隔离区域208a和 208b ；钝化层210 ；第一接触区域220 ；第二接触区域218 ；第一化合价修正吸附物区域215 ； 第一电极216 ；以及第二电极214。第一接触区域220形成与探测器区域212的分界面，其中，第一化合价修正吸附物 区域215设置于第一接触区域220和探测器区域212之间。类似地，第二接触区域218形 成与探测器区域212的分界面。在另一个实施方式中(参见图3C)，第二化合价修正吸附物 区域(对照参考标记317)设置于第二接触区域和探测器区域之间。在图2所示的实施方式中，第一接触区域220通过与探测器区域212相接触来形8成与探测器区域212的分界面，使得第一接触区域220的上表面与探测器区域212的上表 面齐平。这使得第一电极216直接接触第一接触区域220的上表面。在另一个实施方式 (未示出)中，第一接触区域和第一化合价修正吸附物区域均形成于或嵌入探测器区域内 部。应该能理解到，在另一个实施方式(未示出)中，第一接触区域可以设置于探测器 区域上方。第一化合价修正吸附物区域可以设置于探测器区域和第一接触区域之间，使得 第一化合价修正吸附物区域的上表面与该探测器区域的上表面齐平。转到图2所示的实施方式，第二接触区域218通过与探测器区域212相接触来形 成与探测器区域212的分界面，使得第二接触区域218的上表面与探测器区域212的上表 面齐平。这使得第二电极214直接接触第二接触区域218的上表面。此外，第二接触区域 218通过探测器区域212的位于其间的部分与第一接触区域220电隔离。在另一个实施方 式(未示出)中，第二接触区域和第二化合价修正吸附物区域均形成于或嵌入探测器区域 内部。转到图3C，其示出了根据一种实施方式制成的光电探测器300的另一个实施方 式，第二接触区域318可以设置于探测器区域312的上方。第二化合价修正吸附物区域317 可以设置于探测器区域312和第二接触区域318之间，使得第二化合价修正吸附物区域317 的上表面与探测器区域312的上表面齐平或大致齐平。第二化合价修正吸附物区域317有效地使第二接触区域318和探测器区域312之 间的分界面处的不饱和键钝化。类似地，参照图2，第一化合价修正吸附物区域215有效地 使第一接触区域220和探测器区域212之间的分界面处的不饱和键钝化。在一个实施方式中(未示出)，钝化层可以设置于探测器区域的上方。该钝化层仅 具有第一沟槽，其中，第一接触区域和第一化合价修正吸附物区域均设置于该第一沟槽内。在另一个实施方式中(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电探测器，包括：探测器区域；第一接触区域，形成与所述探测器区域的分界面；以及所述第一接触区域和所述探测器区域之间的第一化合价修正吸附物区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡维安，国强帕特里克卢，明斌羽，
申请(专利权)人：新加坡科技研究局，
类型：发明
国别省市：SG