本發(fā)明專利技術(shù)一般地涉及光電檢測器及其形成方法，更特別地涉及光學(xué)的光電檢測器。光電檢測器(10)包括具有控制被檢測的特定波長或特定波長范圍的半徑的波導(dǎo)(35)。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及前述光電檢測器的設(shè)計結(jié)構(gòu)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)一般地涉及光電檢測器及其形成方法，更特別地涉及光學(xué)的光電檢測器。 本專利技術(shù)還涉及上述檢測器的設(shè)計結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
圖像傳感器已經(jīng)應(yīng)用于數(shù)字照相機和許多其他成像設(shè)備。圖像傳感器典型地是互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q傳感器或者電荷耦合器件(CCD)。因為更低的功耗、更低的系統(tǒng)成本、以及隨機地存取圖像數(shù)據(jù)的能力，CMOS圖像傳感器取代CCD，被越來越多地應(yīng)用于成像設(shè)備。為了檢測特定的顏色/波長或頻率，已知的CMOS成像技術(shù)要求具有不同帶隙的半導(dǎo)體、具有由染料浸漬抗蝕劑形成的各種顏色輸入濾光片的半導(dǎo)體、以聚合物為基底的濾色片、和/或Fabry-Perot干涉層。另外，諸如微透鏡的額外元件經(jīng)常也是需要的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一方面涉及光電檢測器，包括半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體襯底內(nèi)的光轉(zhuǎn)換器件；在光轉(zhuǎn)換器件之上的第一層；在第一層之上的第二層；以及具有半徑r并定位于第一層和光轉(zhuǎn)換器件之上的波導(dǎo)，其中r在約1000埃(人)至約4000埃的范圍內(nèi)。本專利技術(shù)的第二方面涉及圖像傳感器，包括光電檢測器陣列，每一個光電檢測器包括半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體襯底內(nèi)的光轉(zhuǎn)換器件；在光轉(zhuǎn)換器件之上的第一層；在第一層之上的第二層；以及具有半徑r并定位于第一層和光轉(zhuǎn)換器件之上的波導(dǎo)，其中r在約1000埃 (A)至約4000埃的范圍內(nèi)。本專利技術(shù)的第三方面涉及形成光電檢測器的方法，包括在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成光轉(zhuǎn)換器件；在光轉(zhuǎn)換器件之上形成第一層；在第一層之上形成第二層；以及形成具有半徑r并定位于第一層和光轉(zhuǎn)換器件之上的波導(dǎo)，其中r在約1000埃(人)至約4000埃的范圍內(nèi)。本專利技術(shù)的第四方面涉及用于設(shè)計、制造或測試光電檢測器的在機器可讀介質(zhì)中具體化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，該設(shè)計結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體襯底內(nèi)的光轉(zhuǎn)換器件；在光轉(zhuǎn)換器件之上的第一層；在第一層之上的第二層；以及具有半徑r并定位于第一層和光轉(zhuǎn)換器件之上的波導(dǎo)，其中r在約1000埃(A )至約4000埃的范圍內(nèi)。本專利技術(shù)的所示的方面被設(shè)計用于解決此處所描述的問題和/或其他未討論的問題。附圖說明通過結(jié)合描述本專利技術(shù)的不同實施例的附圖的本專利技術(shù)不同方面的以下詳細說明，本專利技術(shù)的這些以及其他特征將更容易理解，附圖中圖1描繪了依照本專利技術(shù)的光電檢測器的實施例；圖2描繪了依照本專利技術(shù)的圖像傳感器的一個實施例；以及圖3描繪了依照本專利技術(shù)的用于光電檢測器設(shè)計、制造和/或測試的設(shè)計結(jié)構(gòu)的流程圖。應(yīng)注意本專利技術(shù)的附圖并非按比例繪制。附圖僅僅意在描繪本專利技術(shù)的典型方面，而不應(yīng)視作對本專利技術(shù)范圍的限制。在附圖中，相似的編號表示附圖中相似的元件。具體實施例方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在半導(dǎo)體成像器應(yīng)用中使用具有不同帶隙的半導(dǎo)體、具有由染料浸漬抗蝕劑形成的各種顏色輸入濾光片的半導(dǎo)體、以聚合物為基底的濾色片、和/或Fabry-Perot 干涉層以及諸如微透鏡的元件對于大批量生產(chǎn)呈現(xiàn)若干不期望的約束。約束的例子是難以在聚合物濾色片中取得一致的化學(xué)特性、一致的濾片厚度、濾色片在半導(dǎo)體成像器中的穩(wěn)定性以及濾色片在半導(dǎo)體成像器中的一致定位。傳統(tǒng)的聚合物濾色片、Fabry-Perot干涉層和微透鏡也使得制造工藝復(fù)雜化，因為它們是必須集成到半導(dǎo)體成像產(chǎn)品中的獨立元件。依照本專利技術(shù)給出了光電檢測器的一個實施例。參考圖1，光電檢測器10具有半導(dǎo)體襯底15、光轉(zhuǎn)換器件20、第一層25、第二層30、以及波導(dǎo)35。半導(dǎo)體襯底15可以包括但不限于硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、以及那些實質(zhì)上包含一種或多種具有由公式AlxlGaX2AiiY1PY2NY3SbM定義組份的III-V族化合物半導(dǎo)體，其中X1，X2， X3，Yl，Y2，Y3和W表示相對比例，且每一個大于或等于O以及X1+X2+X3+Y1+Y2+Y3+Y4 = 1 (1是總相對摩爾量)。半導(dǎo)體襯底15也可以包括具有組分ZnA1CdA2kB1I^B2的II-IV族化合物半導(dǎo)體，其中Al、A2、Bi、和B2是相對比例，每一個大于零并且A1+A2+B1+B2 = 1 (1是總摩爾量)。例示和描述的提供半導(dǎo)體襯底15的工藝在本領(lǐng)域是眾所周知的，因此不必另行描述。在本專利技術(shù)的一個實施例中，半導(dǎo)體襯底15可以包括ρ型摻雜襯底。ρ型摻雜物的例子包括但不限于硼(B)、銦an)、鉀(Ga)0半導(dǎo)體襯底15在其內(nèi)具有光轉(zhuǎn)換器件20。在本專利技術(shù)的一個實施例中，光轉(zhuǎn)換器件 20可以包括光電門、光電導(dǎo)體、或光電二極管。如例示和描述的前述元件在本領(lǐng)域是眾所周知的，因此不必另行描述。在本專利技術(shù)的一個實施例中，光轉(zhuǎn)換器件20是光電二極管。在另一個實施例中，光電二極管可以是P+/n 二極管。在另一個實施例中，光電二極管可以是η+/ P 二極管。如例示和所描述的在半導(dǎo)體襯底15內(nèi)提供光轉(zhuǎn)換器件20的工藝在本領(lǐng)域是眾所周知的，因此不必另行描述。第一層25是沉積于光轉(zhuǎn)換器件20之上的介電材料。在本專利技術(shù)的一個實施例中， 第一層25可以包括選自包括以下各項的組中的材料氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氧化鉿(HfO2)、硅氧化鉿(HfSiO)、氮氧化鉿硅(HfSiON)、氧化鋯(ZrO2)、硅氧化鋯(ZrSiO)、氮氧化鋯硅(ZrSiON)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(Ti2O5)、氧化鉭(Ta2O5)。在另一個實施例中，第一層25可以包括η型摻雜材料。η型摻雜物的例子包括但不限于磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。 在本專利技術(shù)的一個實施例中，第一層25可以具有在約1000埃至約10000埃之間的介電常數(shù) (k)。第一層25使用適于沉積材料的任何現(xiàn)在已知或?qū)黹_發(fā)的技術(shù)而沉積于光轉(zhuǎn)換器件20和/或半導(dǎo)體襯底15之上，所述技術(shù)包括但不限于，例如化學(xué)氣相沉積(CVD)、 低壓CVD (LPCVD)、等離子體增強CVD (PECVD)、半大氣壓CVD (SACVD)和高密度等離子體 CVD (HDPCVD)、快熱 CVD (RTCVD)、超高真空 CVD (UHVCVD)、限制反應(yīng)處理 CVD (LRPCVD)、金屬有機化合物CVD(MOCVD)、噴濺沉積、離子束沉積、電子束沉積、激光輔助沉積、熱氧化、熱氮化、旋涂方法、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、化學(xué)氧化、分子束外延附生(MBE)、 電鍍及蒸鍍。第一層25具有可以變化的厚度，但在一個實施例中，厚度在約1000埃至約 10000埃的范圍內(nèi)。在本專利技術(shù)的一個實施例中，半導(dǎo)體襯底15是η型摻雜襯底并且第一層25是ρ型摻雜介電材料。前述組件的不同實施例在上面描述了。第二層30包含沉積于第一層25之上的介電材料或金屬。在本專利技術(shù)的一個實施例中，第二層30可以由上面針對第一層25所描述的同樣的介電材料組成。在另一個實施例中，第二層30可以是不透明的介電材料。在另一個實施例中，第二層30是透明的。在另一個實施例中，第二層30包含選自包括鎢(W)、鉭(Ta)、鋁(Al)、釕(Ru)、鉬(Pt)等的組中的金屬，或包括但不限于氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)、氮化鉭(TaN)、氮化碳鉭 (TaCN)、氮氧化碳鉭(TaCNO)、氧化釕(RuO2)、硅化鎳(NiSi)、硅化鎳鉬(NiPtSi)等的任何導(dǎo)電化合物及其組合和多層。當(dāng)?shù)诙?0包括介電材料時，其使用上述描述的用于沉積第一層25的技術(shù)或以后開發(fā)的適于沉積該材料的技術(shù)中本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：JM埃特肯，
申請(專利權(quán))人：國際商業(yè)機器公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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