一种SiGe/Si异质结光敏晶体管探测器

摘要

一种SiGe/Si异质结光敏晶体管探测器是一种兼顾效率和速度的可见光及近红外光探测器。该探测器包括Si衬底；在Si衬底上依次制备出的Si亚集电区、Si集电区/吸收层、Ge组份非均匀分布的SiGe基区/吸收层、多晶硅发射区和多晶硅吸收层；多晶硅发射区上的发射极；SiGe基区上的基极；Si亚集电区上的集电极。器件分离光探测吸收和光电流放大两个功能区，分别优化载流子的传输速度和电流放大功能。光电流放大区是基于标准SiGe BiCMOS工艺的SiGe HBT；在其光吸收区，利用HBT的发射结和集电结作为吸收区的浅结和深结，分别对应吸收长度短的可见光波段和吸收长度长的近红外波段，均衡全波段内的响应度。

主权项

一种SiGe/Si异质结光敏晶体管探测器，其特征在于包括：Si衬底；在Si衬底上依次制备出的Si亚集电区、Si集电区/吸收层、SiGe基区/吸收层、多晶硅发射区/吸收层；多晶硅吸收层及其下方的SiGe吸收层、Si吸收层构成器件的光探测吸收功能区；多晶硅发射区、光探测吸收功能区之外的SiGe基区和Si集电区、Si亚集电区构成器件的光电流放大区；发射极，制作在两个多晶硅发射区上；基极，制作在SiGe基区上；集电极，制作在Si亚集电区上；其中所述的Si衬底是p型中等掺杂的Si衬底，掺杂浓度≥1.0×10¹⁷cm^‑3且<1.0×10¹⁹cm^‑3，厚度介于0.8μm到1.2μm之间；其中所述的Si亚集电区是n型重掺杂的Si亚集电区，掺杂浓度≥1.0×10¹⁹cm^‑3且≤1.0×10²¹cm^‑3，厚度介于0.3μm到0.5μm之间；其中所述的Si集电区/吸收层是n型轻掺杂的Si集电区/吸收层，掺杂浓度>1.0×10¹⁶cm^‑3且≤1.0×10¹⁷cm^‑3，厚度介于0.6μm到0.7μm之间；其中所述的SiGe基区/吸收层是p型重掺杂的SiGe基区/吸收层，掺杂浓度≥1.0×10¹⁹cm^‑3且≤1.0×10²¹cm^‑3，厚度介于0.08μm到0.1μm之间；其中所述的多晶硅发射区/吸收层是n型重掺杂的多晶硅发射区/吸收层，掺杂浓度≥1.0×10¹⁹cm^‑3且≤1.0×10²¹cm^‑3，位于吸收层两侧，厚度介于0.3μm到0.4μm之间；其中所述的多晶硅发射区/吸收层与SiGe基区形成发射结异质结，SiGe基区/吸收层与Si集电区形成集电结异质结。