專利名稱：具有橫向擴(kuò)散結(jié)的臺(tái)面型光電探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臺(tái)面型(mesa-type) PIN光電二極管，其具有在臺(tái)面溝槽內(nèi)或附近 處的附加的摻雜擴(kuò)散，以斷開敏感的窄帶隙吸收層，同時(shí)，本發(fā)明涉及一種制造臺(tái)面型 PIN光電二極管的方法，用以提高吸收層鈍化的可靠性。
背景技術(shù)：
臺(tái)面型光電二極管具有優(yōu)越于平面雪崩光電二極管(APD)的許多優(yōu)點(diǎn)，包括降低的 電容和提高的能帶。然而，臺(tái)面型光電二極管可靠性差。這主要是由于其結(jié)構(gòu)將敏感的 窄帶隙吸收層暴露于外部材料，如空氣，氮化硅(SiN)，或是其它雜質(zhì)。
在臺(tái)面型PIN光電探測(cè)器的蝕刻側(cè)壁上暴露的窄帶隙光子吸收層，極大地影響幾乎 所有材料系統(tǒng)的可靠性，尤其是對(duì)于持久高數(shù)據(jù)傳輸率鏈路的主要采用的器件 InP/InGaAsPIN光電二極管(PDs)。以絕緣材料涂層形式的鈍化被用以密封臺(tái)面壁，從 而提供可靠操作所需的穩(wěn)定且低的暗電流，并且用以形成在其上鍍^T建合點(diǎn)的絕緣層。盡 管在發(fā)展表面鈍化技術(shù)上已投入很多努力來(lái)降低表面缺陷和陷阱，基于臺(tái)面型的PIN PD 還是不能表現(xiàn)出令人滿意的性能，而無(wú)法通過嚴(yán)格的Telcordia老化測(cè)試。
然而，在許多情況下，基于臺(tái)面型的PIN PD設(shè)計(jì)是優(yōu)選的構(gòu)造，例如用于高速PIN PD陣列，其中，為減少相鄰器件間的串話(crosstalk noise),要求使用半絕緣(S丄)村底。 由于其較低的寄生電容(parasitic capacitance )， 一些更高速的應(yīng)用也要求基于臺(tái)面型的 PIN PD設(shè)計(jì)，以便得到更高的帶寬。傳統(tǒng)的用于斷開PIN光電探測(cè)器的可靠性敏感的窄能隙(reliability-sensitive narrow-bandgap)光子吸收層的方法，通常為下列三種方法之一。第一種，僅在晶圓 (wafer)切割或分裂成芯片時(shí)，帶隙層才暴露于空氣，即在晶片加工期間，在芯片區(qū)沒 有形成蝕刻的溝槽或臺(tái)面。在芯片區(qū)內(nèi)的任意位置處無(wú)蝕刻、注入或是擴(kuò)散情況下，該 可靠性敏感窄帶隙光子吸收層延伸到該芯片的邊緣。大多數(shù)一個(gè)頂接觸(one-top-contact) 的擴(kuò)散PIN廣泛地通過這種方式被制造。窄帶隙光子吸收層在整個(gè)器件區(qū)保持它的完整 性。大多數(shù)一個(gè)頂接觸的(無(wú)n-阱)InP/InGaAs APD也以這種方式制造，例如JDSU的 美國(guó)專利6,515,315。對(duì)于InAlAs/InGaAsAPD,這里有兩個(gè)示例屬于該方法。第一個(gè)例 子來(lái)自三菱(Mitsubishi): OFC 2007 paper OthG2; PTL-18, p.76 (2006 ); PTL-18, p.1264
(2006 );以及Opt. Comm. 2005。另 一個(gè)例子來(lái)自Multiplex:美國(guó)專利號(hào)7,105,369和 美國(guó)專利號(hào)6,756,613。但該方法不包括臺(tái)面型PD。第二種方法中，在溝槽或臺(tái)面蝕刻期間，邊緣表面暴露于空氣，但是接下來(lái)，該暴 露的表面將通過一個(gè)或多個(gè)下列技術(shù)鈍化(a)外延再生長(zhǎng)；(b)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣 相沉積(PECVD)或是濺射介質(zhì)薄膜(sputtering dielectric film(s)),例如SiNx或Si02, 或旋轉(zhuǎn)涂布(spin-on)聚酰亞胺或雙苯并環(huán)丁烯(BCB)膜。現(xiàn)有技術(shù)中使用外延再生長(zhǎng) 的一些例子包括下列專利Opnext的美國(guó)專利號(hào)6,800,914; Mitsubishi的美國(guó)專利申請(qǐng) 號(hào)2005/0025443和美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0047743; TriQuint的美國(guó)專利號(hào)6,706,542; Sunitomo的美國(guó)專利5,712,504和HP的Joural of Quantum Electronics 34， p.2321(1998)， 美國(guó)專利號(hào)5,610,416,美國(guó)專利號(hào)5，843，804,美國(guó)專利號(hào)5,866,936。介電或BCB/聚酰 亞胺鈍化用于大多數(shù)的兩個(gè)頂接觸(two-top-contact)的臺(tái)面型PIN或是APD,包括實(shí) 驗(yàn)室設(shè)計(jì)和商業(yè)產(chǎn)品。用于InAlAs/InGaAs APD的四個(gè)例子有Picometrix的OFC 2005 paper OFM5; PTL-18, p.1898 (2006)和美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?004/0251483; Mitsubishi的美國(guó) 專利號(hào)US 7,187,013以及美國(guó)專利號(hào)US 7,038,251; Hitachi的美國(guó)專利US 5,543,629;以 及NEC的PTL-10，p.576 (1998)， PTL-8，p.824 (1996)，和PTL-3, 1115 (1991)。用于外延 再生長(zhǎng)的附加的步驟極大地增加了光電二極管制造的復(fù)雜性及成本。單獨(dú)使用介電膜或 是BCB已表明其性能對(duì)于減少暗電流的不一致性，且不足以滿足data-com以及telecom 的老化要求。第三種方法包括在平面(臺(tái)面)表面內(nèi)或蝕刻的溝槽內(nèi)通過離子注入而進(jìn)行鈍化。 現(xiàn)有技術(shù)中使用該技術(shù)的例子包括Mitsubishi的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0224839,美國(guó) 專利號(hào)US 7,038,251,美國(guó)專利號(hào)US 7，187，013以及美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0230706; Picometrix的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?004/0251483，美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0156192; NEC的 JLT-18, p.2200 (2000); PTL-9， p.1619 (1997); PTL-8， p.827 (1996);以及美國(guó)專利號(hào)US 6,229， 162;和OCP的美國(guó)專利號(hào)US 6,753,214。美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0224839公開了一種蝕刻的環(huán)形溝槽，其環(huán)繞在倍增層的具 有Ti注入和Zn擴(kuò)散的p-n結(jié)周圍。這種結(jié)構(gòu)用于移除p-型特征并且用作一種保護(hù)環(huán)。 美國(guó)專利號(hào)7,187,013也要求一種蝕刻的溝槽環(huán)。附加的表面鈍化以在溝槽表面上的AR 涂層的形式被使用。美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0156192拋棄了之前的這些設(shè)計(jì)。"現(xiàn)有的雪 崩光電二極管具有蝕刻的絕緣環(huán)，其被向下蝕刻，從而暴露高場(chǎng)雪崩區(qū)的頂部，接著由 鈦深注入從而進(jìn)一步隔離該高場(chǎng)區(qū)。然后通過鋅(Zinc)擴(kuò)散來(lái)接觸p-型半導(dǎo)體區(qū)。這是非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對(duì)蝕刻及注入步驟要求非常嚴(yán)苛。盡管如此，仍認(rèn)為這種雪崩光電 二極管的壽命比其標(biāo)準(zhǔn)的平面型光電二極管壽命短10倍，因此不足以用于通信使用中"。 美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?005/0156192接著公開了一種由濕式氧化和隨后的BCB、 Si02、 SiN 等的表面鈍化所形成的"迷你臺(tái)面"的鈍化側(cè)區(qū)。但這類鈍化僅適用于含Al材料。 [9]現(xiàn)有技術(shù)所有這些實(shí)踐中，只有擴(kuò)散產(chǎn)生的場(chǎng)斷開和表面鈍化結(jié)合在一起才可以表 現(xiàn)出令人滿意的可靠性能，從而滿足data-com和telecom的需要。期望找到一種這樣的 鈍化組合方法，而無(wú)需增加復(fù)雜性及成本。因此，仍然非常期待，在不增加昂貴的附加處理步驟的情況下，有一種產(chǎn)生蝕刻的 臺(tái)面型PD表面的可靠的鈍化方法?？梢蕴峁┢矫嫘蚉D的可靠性的臺(tái)面型PD同樣也是非常期待的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，不需要采用復(fù)雜的再生長(zhǎng)方法，可以將簡(jiǎn)單的鋅(Zn)擴(kuò)散過程用來(lái) 在暴露的主表面(critical surface)產(chǎn)生高質(zhì)量的半導(dǎo)體結(jié)界面，或者用于斷開窄帶隙光 子吸收層。本發(fā)明的關(guān)鍵在于把在蝕刻臺(tái)面溝槽或蝕刻臺(tái)面階周圍或附近的外延材料 層通過雜質(zhì)擴(kuò)散過程轉(zhuǎn)變成不同的摻雜劑類型。眾所周知，與采用介電膜和/或雙苯并環(huán) 丁烯(BCB ) /聚酰亞胺(polyimide)傳統(tǒng)的鈍化方法相比，所得到的橫向擴(kuò)散p-n結(jié)界 面具有優(yōu)越得多的可靠性，例如，特別是對(duì)于基于In(Al)GaAs/磷化銦(InP)的材料系 統(tǒng)。本發(fā)明既可以適用于頂部照射結(jié)構(gòu)也可以適用于底部照射結(jié)構(gòu)。對(duì)于底部照射方 案，在襯底表面上可以有蝕刻透鏡，用以促使光線耦合進(jìn)該器件區(qū)域，并且在外延層表 面上設(shè)置金屬或介電反射器以提高響應(yīng)率(responsivity )。對(duì)于頂部照射結(jié)構(gòu)的情況， 也可以在外延層堆的底部生長(zhǎng)有分布布拉格(DBR)反射鏡堆以提高響應(yīng)率。 [14]相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供臺(tái)面型PIN光電二極管，其包括外延半導(dǎo)體層 結(jié)構(gòu)，所述外延半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在襯底上的下列層緩沖層；吸收層；緩變層和 窗口層；臺(tái)面結(jié)構(gòu),所述臺(tái)面結(jié)構(gòu)包括光輸入窗口，所述光輸入窗口與窗口層中的擴(kuò)散 p-n結(jié)相通，所迷臺(tái)面由穿過所述外延層的溝槽限定，所述臺(tái)面包括在溝槽內(nèi)的側(cè)壁， 所述側(cè)壁包括p-型材料的擴(kuò)散邊際，所述p-型材料的擴(kuò)散邊際斷開所述臺(tái)面的外延層的 橫向延伸；p-接觸，其被設(shè)置用于與所述p-n結(jié)電接觸；n-接觸，其被設(shè)置用于與所述 p-n結(jié)電4妄觸。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種鈍化臺(tái)面型PIN光電二極管的蝕刻側(cè)壁的方 法，包括以下步驟
在襯底上的半導(dǎo)體外延層堆上提供鈍化層，所述半導(dǎo)體外延層堆包括緩沖層，吸 收層，緩變層和窗口層；
在所述鈍化層上開設(shè)窗口 ，并且在所述半導(dǎo)體層上蝕刻溝槽以形成臺(tái)面； 將摻雜劑擴(kuò)散到所述溝槽，以在所述臺(tái)面的側(cè)壁上形成p-型材料的擴(kuò)散邊際； 在所述臺(tái)面上的鈍化層中開設(shè)窗口 ；
將摻雜劑擴(kuò)散穿過所述臺(tái)面上的窗口，以在所述窗口層產(chǎn)生擴(kuò)散有源區(qū)，所述擴(kuò)散 有源區(qū)包括光輸入窗口 ，所述光輸入窗口與在所述窗口層的擴(kuò)散p-n結(jié)相通； 在所述光輸入窗口上設(shè)置抗反射膜； 設(shè)置p-和n-金屬接觸。


結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述中將體現(xiàn)本發(fā)明更多的特征及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1A是根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)頂接觸的臺(tái)面型擴(kuò)散PIN光電二極管的橫截面示意
圖；圖1B是圖1A所示的光電二極管的另一種結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)頂接觸的臺(tái)面型擴(kuò)散PIN光電二極管的橫截面示意
圖；圖2B是圖2A所示的光電二極管的另一種結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖； [21]圖3A-E是制造圖2A所示的光電二極管的橫截面流程示意圖； [22]圖4是本發(fā)明的另一種實(shí)施例的示意圖； [23]圖5是本發(fā)明的另 一種實(shí)施例的示意圖； [24]圖6是本發(fā)明的另 一種實(shí)施例的示意圖。 [25]附圖中，相同的特征由相同的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種臺(tái)面型擴(kuò)散PIN光電二極管10,如圖1A所示，包括一個(gè)擴(kuò)散的 橫向p-n結(jié)33,用于協(xié)助對(duì)敏感的窄帶隙吸收層的鈍化。光電二極管10包括一個(gè)外延
結(jié)構(gòu)，該外延結(jié)構(gòu)包括以下層 一個(gè)n+磷化銦(InP)襯底12, —個(gè)n+磷化銦(InP ) 或磷砷化鎵銦(InGaAsP )緩沖層14, 一個(gè)本征銦鎵砷(InGaAs)或磷砷化鎵銦(InGaAsP) 吸收層16， 一個(gè)本征磷砷化鎵銦(InGaAsP)緩變層18,和一個(gè)本征或n-磷砷化鎵銦
(InGaAsP)或磷化銦(InP )窗口層20，窗口層20包括p+磷化銦(InP )有源區(qū)22的 一個(gè)擴(kuò)散p-n結(jié)。該臺(tái)面由環(huán)形溝槽30限定。如本領(lǐng)域所熟知的那樣，在溝槽30以外 的外圍材料被蝕刻去除，或與所期望的鍵合點(diǎn)布置(未示出)不相關(guān)。光電二極管10 具有一個(gè)單獨(dú)的頂接觸，p接觸35。在襯底12的底面鍍有一個(gè)n-金屬接觸(未示出)。 圖1B示出了一個(gè)相似的臺(tái)面型擴(kuò)散PIN光電二極管10',其中，在溝槽30以外的外圍 材料被去除，以在襯底12上形成一個(gè)鍵合點(diǎn)區(qū)域37。在實(shí)施例10和10'中，溝槽30 都有一個(gè)擴(kuò)散邊際33，在此，被蝕刻的溝槽30被暴露而受到摻雜劑擴(kuò)散過程的作用。 這種擴(kuò)散可以同時(shí)發(fā)生在位于有源區(qū)22的擴(kuò)散p-n結(jié)的形成過程中。優(yōu)選地，這種擴(kuò) 散由一個(gè)單獨(dú)的擴(kuò)散步驟產(chǎn)生。該擴(kuò)散邊際33的擴(kuò)散產(chǎn)生了橫向p-n結(jié)，將窄帶隙層
(14, 16, 18和20)的邊際轉(zhuǎn)變成p-型材料。這樣就有效地阻止了暗電流的流動(dòng)。要 小心謹(jǐn)慎，以產(chǎn)生完全穿過所述吸收層16的擴(kuò)散邊際，優(yōu)選該擴(kuò)散邊際進(jìn)入到所迷緩 沖層14中。接下來(lái)，溝槽30被蝕刻，穿過擴(kuò)散邊際33并進(jìn)入所述襯底，以隔離所述 鍵合點(diǎn)。成品的器件10和10，還包括聚酰亞胺(polyimide),雙苯環(huán)丁烯(BCB) , 二 氧化硅(Si02)或SiN的表面鈍化，這提供了進(jìn)一步的絕緣和環(huán)境保護(hù)。在對(duì)器件10 和10，的說明中，為了做到清楚和簡(jiǎn)要，對(duì)SiN表面鈍化和金屬互連沒有作詳細(xì)的說 明。圖2A和2B示出了臺(tái)面型擴(kuò)散PIN的另一種可供選擇的結(jié)構(gòu)100和100'，它們 包括兩個(gè)頂接觸。在實(shí)施例100, 100，中，二極管均生長(zhǎng)在S丄磷化銦(InP)村底上。 該S丄襯底有利于生成具有更小的電容量和更少的相互干擾的二極管。外延層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng) 在襯底112上，外延層結(jié)構(gòu)如下 一個(gè)n+磷化銦(InP)或磷砷化鎵銦(InGaAsP)緩 沖層114, 一個(gè)本征銦鎵砷(InGaAs)或磷砷化鎵銦(InGaAsP)吸收層116, —個(gè)本征 磷砷化鎵銦(InGaAsP)緩變層118,和一個(gè)本征或n-磷砷化鎵銦(InGaAsP)或磷化 銦(InP )的窗口層120。窗口層120包括一個(gè)位于p+磷化銦(InP)有源區(qū)122的擴(kuò)散 p-n結(jié)。環(huán)形p接觸135和n-接觸139都位于該器件的頂面上。環(huán)形溝槽130限定了所 述的臺(tái)面結(jié)構(gòu)。擴(kuò)散邊際133限定了橫向p-n結(jié)，將窄帶隙層(IM, 116， 118和120) 斷開。該溝槽130被蝕刻到擴(kuò)散邊際133之下，用于布置n接觸139。在對(duì)器件100和 100，的說明中，為了做到清楚和簡(jiǎn)要，對(duì)SiN表面鈍化和金屬互連沒有作詳細(xì)的說明。優(yōu)選的擴(kuò)散材津牛其中包括鋅(zinc )，鎘(cadmium),碳(carbon), 4美(magnesium)
和鈹(beryllium )。通過將擴(kuò)散邊際的擴(kuò)散和有源區(qū)的擴(kuò)散作為分離的步驟，可以保證
對(duì)p-n結(jié)的擴(kuò)散分布的更好的控制。此外，通過先進(jìn)行擴(kuò)散邊際的擴(kuò)散，在進(jìn)行第二步
擴(kuò)散的步驟中，在擴(kuò)散邊際的摻雜劑能夠滲透得更深。擴(kuò)散的深度應(yīng)該深到足以消除蝕
刻的側(cè)壁效應(yīng)的影響，例如，當(dāng)臺(tái)面是采用濕法蝕刻工藝形成時(shí)深度大于0.2微米，或
者當(dāng)臺(tái)面是采用干法蝕刻工藝形成時(shí)深度大于1微米。
〖29]制造臺(tái)面型擴(kuò)散PIN光電二極管的方法的步驟在圖3A-E中有介紹。如圖3A所示，器件100的外延層堆，被沉積有SiN保護(hù)層140。在保護(hù)層140
上開設(shè)有采用千法化學(xué)蝕刻或濕法化學(xué)蝕刻工藝形成的窗口 142。然后采用干法化學(xué)蝕
刻或濕法化學(xué)蝕刻來(lái)蝕刻去除半導(dǎo)體層以形成環(huán)形溝槽130。第一擴(kuò)散步驟形成了擴(kuò)散
邊際133。如圖3B所示，第二窗口 144開設(shè)在保護(hù)層140上。第二擴(kuò)散步驟提供摻雜劑來(lái)形 成擴(kuò)散有源區(qū)122;同時(shí)提供對(duì)擴(kuò)散邊際133的第二次擴(kuò)散。圖3C示出了在窗口 144、擴(kuò)散邊際133和保護(hù)層140之上沉積抗反射膜146。穿 過抗反射膜146蝕刻出環(huán)形，以將p-金屬用作p-接觸環(huán)135,而抗反射膜146在該器件 的光輸入窗口 150之上。如圖3D所示，在溝槽130上進(jìn)一步蝕刻而穿過擴(kuò)散邊際133。在溝槽130中施用 n-金屬作為n-接觸139。最后，環(huán)繞n-接觸139,在溝槽130的表面之上施加雙苯環(huán)丁烯(BCB)或聚酰亞 胺(polyimide)表面鈍化膜152。圖4示出了成品器件IOI',包括表面鈍化層152。另一種方式的器件10如圖5所 示，具有表面鈍化層152。在該例中，器件10還包括一個(gè)反射器154，如砷化銦鋁
(InAlAs)或砷化鋁銦鎵(InAlGaAs)分布布拍港反射器(DBR)，以提高響應(yīng)率。又如 圖6所示，是器件10，，其包括表面鈍化層152。該實(shí)施例中也包括有一個(gè)砷化銦鋁
(InAlAs)或砷化鋁銦鎵(InAlGaAs)分布布拉格反射器(DBR) 154。底部照射的器件 可以包括位于倍增層頂部的金屬或介電反射器，用以將光線重新定向到有源區(qū)22以提 高響應(yīng)率。底部照射的器件還可以包括位于所述村底表面上的蝕刻透鏡，用以促使光線 耦合進(jìn)有源區(qū)，這是本領(lǐng)域公知的。上述本發(fā)明的實(shí)施方式僅旨在示范，因此本發(fā)明的范圍僅通過所附的權(quán)利要求限 定。
權(quán)利要求
1.一種臺(tái)面型PIN光電二極管，包括外延半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述外延半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在襯底上的下列層緩沖層；吸收層；緩變層和窗口層；臺(tái)面結(jié)構(gòu)，所述臺(tái)面結(jié)構(gòu)包括光輸入窗口，所述光輸入窗口與窗口層中的擴(kuò)散p-n結(jié)相通，所述臺(tái)面由穿過所述外延層的溝槽限定，所述臺(tái)面包括在溝槽內(nèi)的側(cè)壁，所述側(cè)壁包括p-型材料的擴(kuò)散邊際，所述p-型材料的擴(kuò)散邊際斷開所述臺(tái)面的外延層的橫向延伸；p-接觸，其被設(shè)置用于與所述p-n結(jié)電接觸；n-接觸，其被設(shè)置用于與所述p-n結(jié)電接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述擴(kuò)散邊際包括擴(kuò)散的 橫向p-n結(jié)，其用于斷開所述外延層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述擴(kuò)散邊際完全斷開所 述吸收層，緩變層和窗口層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所迷擴(kuò)散層滲透進(jìn)入所述 緩沖層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述擴(kuò)散邊際的深度足以 消除蝕刻引起的側(cè)壁缺陷效應(yīng)的影響。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述擴(kuò)散邊際的深度至少 為0.2微米至大約1微米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，還包括反射器，所述反射器用來(lái) 提高所述光電二極管的響應(yīng)率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述光電二極管是頂部照 射臺(tái)面型PIN光電二極管，所述反射器包括位于所述襯底上的分布布拉格反射器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述光電二極管是底部照 射臺(tái)面型PIN光電二極管，所述反射器包括設(shè)置在所述窗口層表面上的金屬或介電反 射器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述底部照射臺(tái)面型PIN 光電二極管還包括位于所述襯底上的蝕刻透鏡，用以促使光線耦合進(jìn)所述擴(kuò)散的p-n 結(jié)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述外延半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的 材料是從下列材料組成的組中選出所述村底包括n+InP或半絕緣InP;所述緩沖層包 括n+ InP或InGaAsP;所述吸收層包括本征InGaAs或InGaAsP;所述緩沖層包括本征 InGaAsP，所述窗口層包括n-或本征InGaAsP或InP。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的臺(tái)面型PIN光電二極管，其中，所述摻雜劑選自由下列 材料組成的組鋅，鎘，碳，鎂，鈹。
13. —種鈍化臺(tái)面型PIN光電二極管的蝕刻側(cè)壁的方法，包括以下步驟在襯底上的半導(dǎo)體外延層堆上提供鈍化層，所述半導(dǎo)體外延層堆包括:緩沖層， 吸收層，緩變層和窗口層；在所述鈍化層上開設(shè)窗口 ，并且在所述半導(dǎo)體層上蝕刻溝槽以形成臺(tái)面；將摻雜劑擴(kuò)散到所述溝槽，以在所述臺(tái)面的側(cè)壁上形成p-型材料的擴(kuò)散邊際；在所述臺(tái)面上的鈍化層中開設(shè)窗口 ；將摻雜劑擴(kuò)散穿過所述臺(tái)面上的窗口，以在所述窗口層產(chǎn)生擴(kuò)散有源區(qū)，所述 擴(kuò)散有源區(qū)包括光輸入窗口 ，所述光輸入窗口與在所述窗口層的擴(kuò)散p-n結(jié)相通；在所述光輸入窗口上設(shè)置抗反射膜；設(shè)置p-和n-金屬接觸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鈍化臺(tái)面型PIN光電二極管的蝕刻側(cè)壁的方法，還包括以 下步驟設(shè)置所述金屬接觸之后，在所述臺(tái)面?zhèn)缺谏显O(shè)置絕緣鈍化膜。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鈍化臺(tái)面型PIN光電二極管的蝕刻側(cè)壁的方法，其中，將摻雜劑擴(kuò)散到所述溝槽內(nèi)和將摻雜劑擴(kuò)散穿過所述臺(tái)面上的窗口的兩個(gè)步驟作為 一個(gè) 擴(kuò)散步驟同時(shí)進(jìn)行實(shí)施。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鈍化臺(tái)面型PIN光電二極管的蝕刻側(cè)壁的方法，其中，將 摻雜劑擴(kuò)散到所述溝槽和將摻雜劑擴(kuò)散穿過所述臺(tái)面上的窗口的兩個(gè)步驟包括第 一擴(kuò) 散步驟和隨后的第二擴(kuò)散步驟，其中，所述第二擴(kuò)散步驟同時(shí)把摻雜劑擴(kuò)散進(jìn)入所述溝 槽而增加所述擴(kuò)散邊際。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的具有橫向擴(kuò)散結(jié)的臺(tái)面型光電探測(cè)器。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，不需要采用復(fù)雜的再生長(zhǎng)方法，可以將簡(jiǎn)單的鋅(Zn)擴(kuò)散過程用來(lái)在暴露的主表面(critical surface)產(chǎn)生高質(zhì)量的半導(dǎo)體結(jié)界面，或者用于斷開窄帶隙光子吸收層。本發(fā)明把在蝕刻臺(tái)面溝槽或蝕刻臺(tái)面階周圍或附近的外延材料層通過雜質(zhì)擴(kuò)散過程轉(zhuǎn)變成不同的摻雜劑類型。優(yōu)選地，擴(kuò)散表面也是鈍化表面。本發(fā)明還可以設(shè)置頂部照射或底部照射結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/105GK101350378SQ20081013212
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者忠 潘, 胡申業(yè) 申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司