[发明专利]一种具有光子晶体结构的侧面入射型SOI基Si/SiGe HPT的制备方法

说明书

一种具有光子晶体结构的侧面入射的SOI基Si/SiGe HPT的制备方法，属于半导体技术领域，制备方法包括：在SOI衬底上制备SOI基Si/SiGe HPT外延材料，制备光子晶体结构，刻蚀形成基区、集电区台面，外延钝化层，刻蚀电极接触孔，制作金属电极。相比传统Si/SiGe HPT具有以下优点：利用光子晶体的点缺陷和线缺陷特性将入射光困在器件内提高器件对光的吸收率，同时采用光从侧面入射的方式相比于垂直入射方式可以保证吸收层厚度不变的情况下增加器件对光的吸收长度，同样也提高了器件对光的吸收率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种具有光子晶体结构的侧面入射型SOI基Si/SiGe HPT的制备方法。

背景技术

随着信息社会的进一步发展和大数据时代的到来，相较于传统的电互连技术，光互联技术在数据传输与处理环节对于传输容量、通信速度、信号延迟、传输距离与电能消耗等方面具有诸多优势。用光互连替代电互连，已成为人们的共识。硅基光互连技术被认为是最有发展前途的一个方案。作为光互联系统的核心器件之一，光电探测器的性能也影响着整个系统的性能，传统的垂直入射型的Si/SiGe HPT由于吸收层厚度与载流子运动距离成正比，器件在高效吸收与高速工作之间存在矛盾。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种兼顾高效吸收和高速工作的具有光子晶体结构的侧面入射型SOI基Si/SiGe HPT的制备方法。

本发明提供一种兼顾高效吸收和高速工作的具有光子晶体结构的侧面入射型SOI基Si/SiGe HPT的制备方法，包括以下步骤：

(1)在SOI衬底上依次外延n型Si次集电区、Si集电区、p型Si_xGe_1-x基区、多晶Si发射区。

(2)制作光子晶体结构。

(3)刻蚀基区、集电区台面。

(4)淀积绝缘层。

(5)刻蚀接触孔。

(6)光刻制作金属电极形成欧姆接触。

进一步，步骤(1)所述p型Si_xGe_1-x基区为Si_0.8Ge_0.2基区，基区厚度为50-100nm。

进一步，步骤(2)中所述制作光子结构的方法包括电子束曝光、纳米压印或激光直写。

进一步，步骤(3)中所述刻蚀方法包括ICP。

进一步，步骤(4)中所述绝缘层为SiO₂或Si₃N₄。

进一步，步骤(5)中所述刻蚀方法为湿法腐蚀。

进一步，步骤(6)中所述金属电极需经过套刻，蒸镀，退火制备而成。

进一步，步骤(6)中所述金属为Ti/Al/Ti/Au，金属电极与器件形成欧姆接触。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

本发明提供一种具有光子晶体结构的侧面入射型SOI基Si/SiGe HPT的制备方法，通过外延材料和器件的设计，相比传统垂直入射型Si/SiGe HPT具有以下优点：利用光子晶体的点缺陷和线缺陷特性，产生陷光与慢光效应控制光模式和光传输，将入射光困在器件内提高器件对光的吸收率，同时采用光从侧面入射的方式相比于垂直入射方式可以保证吸收层厚度不变的情况下增加器件对光的吸收长度，同样也提高了器件对光的吸收率。在加入光子晶体结构后，器件对光的吸收要增加30％-35％，器件的响应度要增加30％以上。