本發(fā)明實施例涉及硅光器件領(lǐng)域，尤其涉及一種光電探測器及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來光通信的發(fā)展，為追求更大的傳輸速率，硅光產(chǎn)品在波分復(fù)用的波長選擇上從傳統(tǒng)的o/c波段逐步向其他波段進(jìn)行延展。

2、光電探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)，光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。

3、提高硅光產(chǎn)品在其他波段的性能，主要在于提高光電探測器在其他波段的性能，因此提高光電探測器的在其他波段的性能成了亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種光電探測器及其形成方法，以提高光電探測器的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種光電探測器，包括：基底；光吸收層，位于所述基底上；應(yīng)力層，位于所述光吸收層上，且至少覆蓋部分的所述光吸收層，用于向所述光吸收層提供應(yīng)力。

3、相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種光電探測器的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成光吸收層；在所述光吸收層上形成應(yīng)力層，所述應(yīng)力層至少覆蓋部分的所述光吸收層，用于向所述光吸收層提供應(yīng)力。

4、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

5、本發(fā)明實施例提供的光電探測器中包括位于所述光吸收層上的應(yīng)力層，應(yīng)力層至少覆蓋部分的所述光吸收層，用于向光吸收層提供應(yīng)力，使得光吸收層內(nèi)部的原子與原子間的距離發(fā)生了變化，從而使得光吸收層的能帶發(fā)生偏轉(zhuǎn)，亦使得光吸收層的間接帶隙向價帶的頂部偏移，即光吸收層的能帶間隙等效減少，進(jìn)而使得當(dāng)光子具體較大的波長時，即光子能量較小時，仍然能夠?qū)㈦娮訌膬r帶激發(fā)至導(dǎo)帶，相應(yīng)提高了光吸收層的響應(yīng)度，提高了光電探測器的性能。

6、本發(fā)明實施例提供的光電探測器的形成方法中，在所述光吸收層上形成應(yīng)力層，所述應(yīng)力層至少覆蓋部分的所述光吸收層，用于向光吸收層提供應(yīng)力，使得光吸收層內(nèi)部的原子與原子間的距離發(fā)生了變化，從而使得光吸收層的能帶發(fā)生偏轉(zhuǎn)，亦使得光吸收層的間接帶隙向價帶的頂部偏移，即光吸收層的能帶間隙等效減少，進(jìn)而使得當(dāng)光子具體較大的波長時，即光子能量較小時，仍然能夠?qū)㈦娮訌膬r帶激發(fā)至導(dǎo)帶，相應(yīng)提高了光吸收層的響應(yīng)度，提高了光電探測器的性能。

技術(shù)特征：

1.一種光電探測器，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述光吸收層的底部低于所述基底的頂部，所述光吸收層的頂部高于所述基底的頂部。

3.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述光電探測器的結(jié)構(gòu)還包括：緩沖層，位于所述光吸收層和應(yīng)力層之間。

4.如權(quán)利要求3所述的光電探測器，其特征在于，所述緩沖層的厚度小于或等于10微米。

5.如權(quán)利要求3所述的光電探測器，其特征在于，所述緩沖層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、單晶硅、碳和錫中的一種或多種。

6.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述光吸收層的材料包括鍺、硅和鍺化硅中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述應(yīng)力層覆蓋所述光吸收層的面積至少為光吸收層面積的50％。

8.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述應(yīng)力層覆蓋所述基底露出的整個光吸收層；

9.如權(quán)利要求8所述的光電探測器，其特征在于，沿垂直于所述應(yīng)力層端面的方向，所述應(yīng)力層延伸覆蓋所述基底的部分的橫向尺寸小于100毫米。

10.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述應(yīng)力層的材料包括氮化硅、氧化硅、碳和多晶硅中的一種或多種。

11.如權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，沿所述基底頂面的法線方向，所述應(yīng)力層的厚度范圍小于等于10微米。

12.一種光電探測器的形成方法，其特征在于，包括：

13.如權(quán)利要求12所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，在所述提供基底的步驟中，所述基底中形成有凹槽；

14.如權(quán)利要求12所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，在形成所述光吸收層之后，在形成所述應(yīng)力層之前，所述形成方法還包括：在所述光吸收層上形成緩沖層；

15.如權(quán)利要求14所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，形成所述緩沖層和應(yīng)力層的步驟包括：在所述基底和光吸收層上形成堆疊的緩沖材料層和應(yīng)力材料層；

16.如權(quán)利要求12所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，在形成所述應(yīng)力層的步驟中，形成所述應(yīng)力層的工藝包括等離子增強(qiáng)氣相沉積工藝。

17.如權(quán)利要求16所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，所述等離子增強(qiáng)氣相沉積工藝的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)氣體包括硅源氣體和氮源氣體，所述硅源氣體與所述氮源氣體的氣體流量比為1∶2至100∶1，反應(yīng)腔室的壓強(qiáng)為1托至100托。

18.如權(quán)利要求17所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，所述硅源氣體包括sih4氣體，所述氮源氣體包括nh3氣體和n2o氣體中的一種或兩種。

19.如權(quán)利要求12～15中任一項所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，在形成所述應(yīng)力層的步驟中，所述應(yīng)力層覆蓋所述基底露出的整個光吸收層；

20.如權(quán)利要求12所述的光電探測器的形成方法，其特征在于，在所述光吸收層上形成應(yīng)力層的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
一種光電探測器及其形成方法，光電探測器包括：基底；光吸收層，位于基底上；應(yīng)力層，位于光吸收層上，且至少覆蓋部分的光吸收層，用于向光吸收層提供應(yīng)力。本發(fā)明包括位于光吸收層上的應(yīng)力層，應(yīng)力層至少覆蓋部分的光吸收層，用于向光吸收層提供應(yīng)力，使得光吸收層內(nèi)部的原子與原子間的距離發(fā)生了變化，從而使得光吸收層的能帶發(fā)生偏轉(zhuǎn)，亦使得光吸收層的間接帶隙向價帶的頂部偏移，即光吸收層的能帶間隙等效減少，進(jìn)而使得當(dāng)光子具體較大的波長時，即光子能量較小時，仍然能夠?qū)㈦娮訌膬r帶激發(fā)至導(dǎo)帶，相應(yīng)提高了光吸收層的響應(yīng)度，提高了光電探測器的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳家亨,陳曉軍,馮霞,方文斌,王豐茂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9