光检波器电路及其制作方法(二) PHOTODETECTOR CIRCUITS

摘要

一种光检波器电路系结合有一雪崩式光二极体结构，其中该结构具有一接触层系用以在环状区18上方与该环状防护环8形成欧姆接触。制程中，其起始基板可为一种由 p型矽在绝缘体上(SOI)晶圆构成的柄晶圆或是一种以二氧化矽绝缘层4形成一电气隔离式p型位阱的块状矽基板，并藉由知的微影技术及蚀刻法于该绝缘层4内产生一视窗6。藉由使施体杂质扩散到基板之内以产生一n+环状防护环8，并依热学方式成长一较薄二氧化矽绝缘层22以覆盖住该基板上露出于视窗6内的表面。然后透过该薄氧化物层选择性地植入p型施体(例如硼)以增加该防护环8内靠近基板表面处的掺杂位准。随后于该绝缘层22内制作一视窗24，然后再依磊晶方式于基板上因视窗24而露出的区域上，选择性地成长一层12。使用该薄氧化物层22可减小须为磊晶沈积作业期间之侧壁缺陷的产生负责的界面面积，如是引致减小了由热膨胀系数失配造成的决定性效应而引玫减少了视窗边缘上的缺陷且因此减小了光二极体的漏电流。在成长了该磊晶层12之后，藉由湿性氧化物蚀刻法(例如氢氟酸浸渍法)移除该绝缘层22之剩余部分以露出底下之防护环8的环状部分26。随后，于该装置表面上淀积一n+型磊晶-多晶矽层14并使之与该防护环8形成欧姆接触，而同时形成该光二极体的顶部接点。这种制造程序不致显着地增加制程的复杂度。虽则较之知设计会需要一额外的遮罩以便于该绝缘层22内定义出视窗24，然而事实上使层14与防护环8形成欧姆接触意指不再需要在该防护环上提供分开的接点，结果对两种制程而言其整体遮罩数目或所用制程步骤数目可为相似的。

主权项

1.一种制作并入有光二极体的光检波器电路之制 造方法,一该检波器电路整合一发光二极体,且方 法包含下列步骤: 于一半导体基板上设置一第一电气绝缘层;于该第 一电气绝缘层内形成一第一视窗以露出基板上落 在该第一视窗之内的区域; 于该基板上落在第一视窗之内的露出区域内形成 一防护环; 设置一第二电气绝缘层以覆盖住该基板上落在第 一视窗之内的露出区域; 于该第二电气绝缘层内形成一第二视窗以露出基 板上落在该第一视窗之内的选择区域; 于该基板上因第二视窗而露出的选择区域上成长 一磊晶层,以提供该光二极体之检波器的主动区使 得该磊晶层的边缘与该第一视窗的内缘间隔开;以 及 接着移除该第二绝缘层的任何剩余部分。 2.如申请专利范围第1项之制造方法,其中各视窗的 延伸范围是使得该防护环与该磊晶层的边缘重叠 在一起。 3.如申请专利范围第1项之制造方法,其中系于该第 二绝缘层内形成该第二视窗,而留下该第二绝缘层 上落在该第一视窗之内缘以内的一部分,以便于在 该磊晶层的成长期间确保该磊晶层的边缘与该第 一视窗的内缘间隔开。 4.如申请专利范围第1项之制造方法,其中系于第一 绝缘层上设置另一电气绝缘层以覆盖住第一视窗, 并在形成用以覆盖在该第一视窗内之该基板露出 区域的该第二绝缘层之前,于该另一电气绝缘层形 成另一视窗,藉以露出该第一视窗内之该基板的选 择区域。 5.如申请专利范围第4项之制造方法,其中该第二绝 缘层实质上是比该另一绝缘层更薄。 6.如申请专利范围第4项之制造方法,其中该第二绝 缘层的厚度为10奈米到50奈米且较佳的是大约25奈 米。 7.如申请专利范围第1至6项中任一项之制造方法, 更包含一步骤:于该前述磊晶层顶部成长其掺杂位 准高于该前述磊晶层的另一磊晶层。 8.如申请专利范围第7项之制造方法,其中该另一磊 晶层会接触到该基板以便与该基板内的该防护环 作欧姆接触。 9.如申请专利范围第1至6项中任一项之制造方法, 其中该光二极体检波器指的是一种崩溃式光二极 体。 10.如申请专利范围第1至6项中任一项之制造方法, 其中系将该读出电路形成于该第一绝缘层上。 图式简单说明: 第1图系用以显示一种已知雪崩式光二极体之结构 的解释用截面图示。 第1A图系用以显示一种雪崩式光二极体内电流对 电压之关系的曲线图。 第2图系用以显示一种根据本发明第二实施例之雪 崩式光二极体结构的解释用截面图示。 第3到6图系用以显示第2图之雪崩式光二极体制程 内各接续步骤的解释用截面图示。 第7到10图系用以显示根据本发明另一实施例之雪 崩式光二极体制程内各接续步骤的解释用截面图 示。