[发明专利]一种Si基改性Ge单片同层结构的制备工艺

权利要求书

1.一种Si基改性Ge单片同层结构的制备工艺，其特征在于，包括：

S1、制备衬底层(1)；

S2、在所述衬底层(1)上形成第一埋层(2)、第二埋层(3)、外延层(4)和顶层(5)；

S3、在所述顶层(5)上形成保护层(6)；

S4、刻蚀所述保护层(6)、所述顶层(5)和所述外延层(4)，形成发光部分X、锥形波导结构Y和探测部分Z；

S5、在所述锥形波导结构Y两侧形成隔离层(7)；

S6、在所述锥形波导结构Y上形成覆盖层(8)；

S7、在所述锥形波导结构Y外侧、所述隔离层(7)外侧、所述覆盖层(8)外侧和所述覆盖层(8)上形成压应力膜(9)；

S8、在所述探测部分Z上、所述探测部分Z外侧和所述探测部分Z外侧的第二埋层(3)上形成张应力膜(10)；

S9、在所述发光部分X上、所述发光部分X外侧的第二埋层(3)上和所述张应力膜(10)上形成金属层(11)。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S2包括：

S21、利用CVD工艺，在温度为275℃～325℃的条件下，在所述衬底层(1)上外延生长厚度为400nm的n型掺杂Si，形成所述第一埋层(2)；

S22、利用CVD工艺，在温度为330℃的条件下，在所述第一埋层(2)上外延生长厚度为50nm的n型掺杂Ge，形成所述第二埋层(3)；

S23、利用CVD工艺，在温度为160℃的条件下，在所述第二埋层(3)上外延生长厚度为250nm的p型掺杂Ge，形成所述外延层(4)；

S24、利用CVD工艺，在温度为275℃～325℃条件下，在所述外延层(4)上外延生长厚度为200nm的p型掺杂Si，形成所述顶层(5)。

3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S3包括：

利用LPCVD工艺，在所述顶层(5)上淀积厚度为10nm的SiO₂，形成所述保护层(6)。

4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S4包括：

S41、利用干法刻蚀工艺，通入HF，刻蚀所述保护层(6)和所述顶层(5)，形成凹槽；

S42、利用干法刻蚀工艺，通入刻蚀溶液，刻蚀所述外延层(4)，形成所述发光部分X、所述锥形波导结构Y和所述探测部分Z，其中，所述刻蚀溶液含量比为HF：HNO₃：CH₃COOH＝1：2.5：10。

5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S5包括：

S51、利用CVD工艺，通入反应气体SiH₄和O₂，淀积宽度为20nm的SiO₂；

S52、利用干法刻蚀工艺，刻蚀掉所述锥形波导结构Y两侧以外的所述SiO₂，形成所述隔离层(7)。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S6包括：

利用CVD工艺，在所述锥形波导结构Y上外延生长厚度为50nm～90nm的α-Si，形成所述覆盖层(8)。

7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤S7包括：

S71、利用PECVD工艺，工艺条件为500mTorr的压强，温度为340℃～360℃，通入SiH₄/NH₃流量比为2的反应气体，淀积厚度为10nm～20nm的第一SiN膜；

S72、利用150W的低频功率源引入高能粒子轰击所述第一SiN膜；

S73、刻蚀掉除所述锥形波导结构Y外侧、所述隔离层(7)外侧、所述覆盖层(8)外侧和所述覆盖层(8)上以外的所述第一SiN膜，形成所述压应力膜(9)。