專利名稱：一種硅基鍺外延結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及基于硅基鍺外延的近紅外探測器的襯底結(jié)構(gòu)設(shè)計，是一種能夠?qū)δ撤N特定波長實現(xiàn)完全禁帶效應(yīng)，并顯著提高紅外探測器性能的制造技術(shù)，尤其是一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和對其深入研究，以光纖通信、光互連為代表的光電集成技術(shù)對半導(dǎo)體光電子器件和電路提出了越來越迫切的要求。制備響應(yīng)波長為1. 3 μ m和1. 55 μ m，并具有高速率、高量子效率和低暗電流的光電探測器以及實現(xiàn)光電集成接收機(jī)芯片一直是人們追求的目標(biāo)。雖然采用II1-V族材料制備的光電探測器在這方面的工藝已經(jīng)比較成熟并且已 經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，但其存在以下幾個問題1)成本高，難以實現(xiàn)“光纖到戶”;2)熱學(xué)機(jī)械性能較差；3)晶體質(zhì)量較差；4)不能與現(xiàn)有的成熟的硅工藝兼容。而采用Si/Ge材料制備的光電探測器的成本低，與成熟的硅工藝兼容，易于集成，并且?guī)秾挾瓤梢杂蒅e組分來調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)Ge組分和引入表面起伏可以使探測器的響應(yīng)波長工作在1. 3 μ m和1. 6 μ m。對于光電子學(xué)來講，高性能器件的制備是以高質(zhì)量材料的生長為前提的。S1、Ge材料之間存在4. 2%的失配，直接在Si材料上生長Ge層會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，引入較高的位錯密度，不能滿足制備高性能探測器的要求。生長高質(zhì)量的Si/Ge合金多量子阱是一種可行方法，并已經(jīng)成功制備了響應(yīng)波長為1.3μπι的探測器。但由于受臨界厚度和量子限制效應(yīng)的限制，難于制作1. 6μπι的探測器，為此，人們嘗試了不同的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題針對上述目前存在的問題和不足，本發(fā)明的目的主要提供一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法，以解決現(xiàn)有近紅外探測器中二維光子晶體光子禁帶效應(yīng)的應(yīng)用，以及Ge與Si晶格失配所產(chǎn)生的應(yīng)力的釋放等問題。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，包括η型Si襯底101 ;于該η型Si襯底101形成的Ge/Si緩沖層102 ;于該Ge/Si緩沖層102上沉積的SiO2層中制備的空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104 ;在該光子晶體104上形成的Ge基外延薄膜105 ;于刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中而形成的臺階上制備的η型Si接觸電極Al 103 ;于該Ge基外延薄膜105的上表面中心部分制備的P型Si接觸電極107 ;以及在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜105上形成的鈍化層106。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，包括選擇η型Si襯底101 ;在該η型Si襯底101上形成Ge/Si緩沖層102 ;在該Ge/Si緩沖層102上沉積SiO2層，在該SiO2層中制備空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104 ;在該光子晶體104上形成Ge基外延薄膜105 ;刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中形成臺階，于該臺階上制備η型Si接觸電極Α1103 ;于該Ge基外延薄膜105的上表面中心部分制備P型Si接觸電極107 ;在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜105、該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107表面形成鈍化層106 ；以及對該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107表面形成的鈍化層106進(jìn)行刻蝕，直至露出該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法，為制作1. 6 μ m的探測器提供了一種新的思路，主要體現(xiàn)在兩方面一方面當(dāng)在Si基底上生長Ge 基外延層時，光子晶體結(jié)構(gòu)可以有效地釋放Si與Ge晶格失配所產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)而獲得較高質(zhì)量的Ge基外延薄膜；另一方面光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)均能根據(jù)近紅外光波段的要求分別獨立自由調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)非完全光子禁帶或完全光子禁帶，從而將原本射向襯底的光限制并耦合回Ge基外延薄膜層。2、本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法，能夠?qū)δ撤N特定波長實現(xiàn)完全光子禁帶效應(yīng)，并顯著提高Ge基外延薄膜質(zhì)量。3、本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法，光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)可以根據(jù)襯底材料的介電常數(shù)及某種波長進(jìn)行獨立地的設(shè)計與調(diào)節(jié)。


圖1為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器中空氣孔型光子晶體基底結(jié)構(gòu)的不意圖；圖3為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器中介質(zhì)柱型光子晶體基底結(jié)構(gòu)的不意圖；圖4為本發(fā)明提供的制備基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的工藝流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明主要是為了解決現(xiàn)有Si/Ge探測器受臨界厚度和量子限制效應(yīng)的限制，難于制作1. 6 μ m的探測器等關(guān)鍵問題，而提供的一種能顯著提高Ge基外延薄膜質(zhì)量的具有光子晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的近紅外探測器及其制備方法，其中，光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以獨立調(diào)節(jié)，可以應(yīng)用于各種類型的襯底材料和相應(yīng)波段。如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的結(jié)構(gòu)示意圖，該波導(dǎo)近紅外探測器包括n型Si襯底101 ;于該η型Si襯底101形成的Ge/Si緩沖層102 ;于該Ge/Si緩沖層102上沉積的SiO2層中制備的空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104 ;在該光子晶體104上形成的Ge基外延薄膜105 ;于刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中而形成的臺階上制備的η型Si接觸電極Al 103 ;于該Ge基外延薄膜105的上表面中心部分制備的P型Si接觸電極107 ;以及在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜105上形成的鈍化層106。其中，所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104是由兩種或兩種以上介電常數(shù)的介質(zhì)材料在空間呈周期性排列的結(jié)構(gòu)，其晶格類型為正方晶格、三角晶格、蜂窩晶格或光子準(zhǔn)晶體，其周期范圍為200-800nm，刻蝕深度為50_1000nm。所述光子準(zhǔn)晶體是五重對稱、八重對稱、十重對稱和十二重對稱四種對稱結(jié)構(gòu)中的任一種。所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104中，介質(zhì)柱或空氣孔的形狀為錐形、柱形、棱錐形、棱臺形或半球形中的任一種。所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104，若為空氣孔型光子晶體，則晶格周期范圍為200-800nm，空氣孔的直徑為200_800nm，空氣孔的高度為50_1000nm ;若為介質(zhì)柱型光子晶體，則晶格周期范圍為200-800n，介質(zhì)柱的直徑為200-800nm，介質(zhì)柱的高度為 800-2000nm，其中介質(zhì)柱由兩部分組成高度為200_1000nm，其中下端部分的圓柱體的高度為O-lOOOnm，上端部分的圓錐體的高度為0_800nm。在本發(fā)明中，適用于制備近紅外探測器中襯底中光子晶體的介質(zhì)材料為二氧化硅、碳化硅、二氧化鈦中的任一種。本發(fā)明提供的光子晶體結(jié)構(gòu)，不僅對非波導(dǎo)探測器適用，對波導(dǎo)探測器同樣適用，亦可適用于需要提高某一波段反射率的其他光學(xué)器件。在本發(fā)明中，所述η型Si接觸電極Al 103 —般可以為圓環(huán)形或條形，所述P型Si接觸電極107為圓形或四邊形。當(dāng)η型Si接觸電極Al 103為圓環(huán)形時，所述刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中，是于該Ge基外延薄膜105表面的邊緣處刻蝕一個圓環(huán)，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層102中，進(jìn)而形成一個圓環(huán)形臺階。當(dāng)η型Si接觸電極Al 103為條形時,所述刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中，是于該Ge基外延薄膜105表面的兩側(cè)各刻蝕一個長條，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層102中，進(jìn)而形成兩個條形臺階。本發(fā)明提供了一種能夠?qū)δ撤N特定波長實現(xiàn)完全光子禁帶效應(yīng)，并顯著提高Ge基外延薄膜質(zhì)量的具有光子晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的近紅外探測器及其制備方法。其中，圖2為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器中空氣孔型光子晶體基底結(jié)構(gòu)的示意圖，包含Si襯底201、Ge/Si緩沖層202和空氣孔型SiO2光子晶體陣列203 ;圖3為本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器中介質(zhì)柱型光子晶體基底結(jié)構(gòu)的示意圖，包含Si襯底301、Ge/Si緩沖層302和介質(zhì)柱型SiO2光子晶體陣列303?；趫D1所示的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，圖4示出了本發(fā)明提供的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟401 :選擇η型Si襯底101 ；步驟402 :在該η型Si襯底101上形成Ge/Si緩沖層102 ；步驟403 :在該Ge/Si緩沖層102上沉積SiO2層，在該SiO2層中制備空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104 ；步驟404 :在該光子晶體104上形成Ge基外延薄膜105 ；步驟405 :刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中形成臺階，于該臺階上制備η型Si接觸電極Α1103 ；
步驟406 :于該Ge基外延薄膜105的上表面中心部分制備P型Si接觸電極107 ；步驟407 :在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜105、該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107表面形成鈍化層106 ;以及步驟408 :對該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107表面形成的鈍化層106進(jìn)行刻蝕，直至露出該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107。其中，所述在η型Si襯底101上形成Ge/Si緩沖層102的步驟中，該Ge/Si緩沖層 102 是通過超高真空化學(xué)氣相沉積(Ultra high VacuumChemical Vapor Deposition,UHVCVD)形成于該η型Si襯底101上，所述在該Ge/Si緩沖層102上沉積SiO2層的步驟中，該SiO2層是通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition, PECVD)沉積形成于該Ge/Si緩沖層102上，所述SiO2層的生長厚度為 50-1000nm。所述在SiO2層中制備空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104的步驟中，該空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體104是通過電感稱合等離子體(Inductively Coupled Plasma, I CP)選擇性干法刻蝕形成于該SiO2層中。所述在光子晶體104上形成Ge基外延薄膜105的步驟中，所述Ge基外延薄膜105是通過超高真空化學(xué)氣相沉積(Ultra high Vacuum ChemicalVaporDeposition, UHVCVD)形成于該光子晶體104上。所述η型Si接觸電極Α1103可以為圓環(huán)形或條形，而所述P型Si接觸電極107可以為圓形或四邊形。當(dāng)η型Si接觸電極Al 103為圓環(huán)形時,所述刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中形成臺階，是于該Ge基外延薄膜105表面的邊緣處刻蝕一個圓環(huán)，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層102中，進(jìn)而形成一個圓環(huán)形臺階。當(dāng)η型Si接觸電極Al 103為條形時,所述刻蝕該Ge基外延薄膜105的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層102中，是于該Ge基外延薄膜105表面的兩側(cè)各刻蝕一個長條，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層102中，進(jìn)而形成兩個條形臺階。所述在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜105、該η型Si接觸電極Al 103及該P(yáng)型Si接觸電極107表面形成鈍化層106的步驟中，所述鈍化層106是通過PECVD或原子層沉積形成的。本發(fā)明可以在Ge基外延層底端形成一種新型的、具有完全禁帶的光子晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而應(yīng)用到近紅外探測器襯底的設(shè)計中。其優(yōu)點在于(I)在Si基底上生長Ge基外延層時，光子晶體結(jié)構(gòu)可以有效地釋放Si與Ge晶格失配所產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)而獲得較高質(zhì)量的Ge基外延薄膜；(2)無論是空氣孔型光子晶體，還是介質(zhì)柱型的光子晶體結(jié)構(gòu)，均能根據(jù)近紅外光波段的要求分別獨立自由調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)非完全禁帶或完全禁帶，從而將原本射向襯底的光限制并耦合回Ge基外延薄膜層。本發(fā)明的光子晶體結(jié)構(gòu)不僅適用于在砷化鎵或者硅襯底上制備近紅外探測器，亦可適用于制備需要提高某一波段反射率的其他光電子器件。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，包括 η型Si襯底(101)； 于該η型Si襯底(101)形成的Ge/Si緩沖層(102)； 于該Ge/Si緩沖層(102)上沉積的SiO2層中制備的空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)； 在該光子晶體(104)上形成的Ge基外延薄膜(105)； 于刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中而形成的臺階上制備的η型Si接觸電極Al (103)； 于該Ge基外延薄膜(105)的上表面中心部分制備的P型Si接觸電極(107);以及 在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜(105)上形成的鈍化層(106)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)是由兩種或兩種以上介電常數(shù)的介質(zhì)材料在空間呈周期性排列的結(jié)構(gòu)，其晶格類型為正方晶格、三角晶格、蜂窩晶格或光子準(zhǔn)晶體，其周期范圍為200 800nm，刻蝕深度為50 lOOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述光子準(zhǔn)晶體是五重對稱、八重對稱、十重對稱和十二重對稱四種對稱結(jié)構(gòu)中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)中，介質(zhì)柱或空氣孔的形狀為錐形、柱形、棱錐形、棱臺形或半球形中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)，若為空氣孔型光子晶體，則晶格周期范圍為200-800nm，空氣孔的直徑為200_800nm，空氣孔的高度為50_1000nm ;若為介質(zhì)柱型光子晶體，則晶格周期范圍為200-800n，介質(zhì)柱的直徑為200-800nm，介質(zhì)柱的高度為800-2000nm，其中介質(zhì)柱由兩部分組成高度為200_1000nm，其中下端部分的圓柱體的高度為O-lOOOnm，上端部分的圓錐體的高度為0_800nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述η型Si接觸電極Al (103)為圓環(huán)形或條形，所述P型Si接觸電極(107)為圓形或四邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述η型Si接觸電極Al (103)為圓環(huán)形時，所述刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中，是于該Ge基外延薄膜(105)表面的邊緣處刻蝕一個圓環(huán)，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層(102)中，進(jìn)而形成一個圓環(huán)形臺階。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器，其特征在于，所述η型Si接觸電極Al (103)為條形時，所述刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中，是于該Ge基外延薄膜(105)表面的兩側(cè)各刻蝕一個長條，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層(102)中，進(jìn)而形成兩個條形臺階。
9.一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，包括 選擇η型Si襯底(101)； 在該η型Si襯底(101)上形成Ge/Si緩沖層(102)； 在該Ge/Si緩沖層(102)上沉積SiO2層，在該SiO2層中制備空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)； 在該光子晶體(104)上形成Ge基外延薄膜(105)； 刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中形成臺階，于該臺階上制備n型Si接觸電極Al (103)； 于該Ge基外延薄膜(105)的上表面中心部分制備P型Si接觸電極(107)； 在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜(105)、該n型Si接觸電極Al (103)及該P(yáng)型Si接觸電極(107)表面形成鈍化層(106);以及 對該n型Si接觸電極Al (103)及該P(yáng)型Si接觸電極(107)表面形成的鈍化層(106)進(jìn)行刻蝕，直至露出該n型Si接觸電極Al (103)及該P(yáng)型Si接觸電極(107)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述在n型Si襯底(101)上形成Ge/Si緩沖層(102)的步驟中，該Ge/Si緩沖層(102)是通過超高真空化學(xué)氣相沉積(Ultra highVacuum Chemical Vapor Deposition, UHVCVD)形成于該n型Si襯底(101)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述在該Ge/Si緩沖層(102)上沉積SiO2層的步驟中，該SiO2層是通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition, PECVD)沉積形成于該Ge/Si緩沖層(102)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述在SiO2層中制備空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)的步驟中，該空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體(104)是通過電感稱合等離子體(Inductively Coupled Plasma, I CP)選擇性干法刻蝕形成于該SiO2層中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述在光子晶體(104)上形成Ge基外延薄膜(105)的步驟中，所述Ge基外延薄膜(105)是通過超高真空化學(xué)氣相沉積(Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition,UHVCVD)形成于該光子晶體(104)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述n型Si接觸電極Al (103)為圓環(huán)形或條形，所述P型Si接觸電極(107)為圓形或四邊形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述n型Si接觸電極Al (103)為圓環(huán)形時，所述刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中形成臺階，是于該Ge基外延薄膜(105)表面的邊緣處刻蝕一個圓環(huán)，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層(102)中，進(jìn)而形成一個圓環(huán)形臺階。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述n型Si接觸電極Al (103)為條形時，所述刻蝕該Ge基外延薄膜(105)的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層(102)中，是于該Ge基外延薄膜(105)表面的兩側(cè)各刻蝕一個長條，直到刻蝕至該Ge/Si緩沖層(102)中，進(jìn)而形成兩個條形臺階。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜(105)、該n型Si接觸電極Al (103)及該P(yáng)型Si接觸電極(107)表面形成鈍化層(106)的步驟中，所述鈍化層(106)是通過PECVD或原子層沉積形成的?！?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于硅基鍺外延的波導(dǎo)近紅外探測器及其制備方法，該波導(dǎo)近紅外探測器包括n型Si襯底；于該n型Si襯底形成的Ge/Si緩沖層；于該Ge/Si緩沖層上沉積的SiO2層中制備的空氣孔型或介質(zhì)柱型光子晶體；在該光子晶體上形成的Ge基外延薄膜；于刻蝕該Ge基外延薄膜的外側(cè)直至該Ge/Si緩沖層中而形成的臺階上制備的n型Si接觸電極Al；于該Ge基外延薄膜的上表面中心部分制備的P型Si接觸電極；以及在被刻蝕后的該Ge基外延薄膜上形成的鈍化層。利用本發(fā)明，解決了現(xiàn)有近紅外探測器中二維光子晶體光子禁帶效應(yīng)的應(yīng)用，以及Ge與Si晶格失配所產(chǎn)生的應(yīng)力的釋放等問題。
文檔編號H01L31/101GK103022214SQ20121057613
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉洪剛, 郭浩, 陳洪鈞, 張 雄, 常虎東, 薛百清, 韓樂, 王盛凱 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所