[发明专利]用于单片光探测与电信号处理集成器件的基材结构及其形成方法

摘要

本发明涉及一种用于单片光探测与电信号处理集成器件的基材结构及其形成方法，属于半导体器件和集成电路技术领域。该方案针对高阻硅半导体材料光探测与光探测信号分开处理以及缺乏单片集成解决方案的情况，可以解决光探测器工作电压与光探测信号处理电路工作电压差异较大，光探测器件结构与光探测信号处理电路器件结构与工艺较难兼容的问题。本方案集成的电子器件可以包括单独的NPN晶体管、NMOS晶体管、PMOS晶体管、DMOS晶体管或者它们的组合。本发明方案包括了8个基本结构要件：低阻半导体材料1，高阻半导体材料2，耗尽抑制区3，器件外延层4，电子器件区5，光电隔离介质区6，光电隔离沟道阻断区7，光探测器欧姆接触区8。

主权项

一种用于单片光探测与电信号处理集成器件的基材结构，其特征在于：包括低阻半导体材料(1)、高阻半导体材料(2)、耗尽抑制区(3)、器件外延层(4)、电子器件区(5)、光电隔离介质区(6)、光电隔离沟道阻断区(7)和光探测器欧姆接触区(8)；光电隔离介质区(6)与光电隔离沟道阻断区(7)相接，隔断器件外延层(4)；光电隔离介质区(6)左侧与光电隔离沟道阻断区(7)左侧间距D1大于等于光探测器工作电压除以30，其中电压和间距的单位分别是伏特和微米；D1区域没有被光电隔离介质区(6)完全占据的器件外延层(4)的杂质在光探测器工作电压下是完全耗尽的，或者光电隔离介质区(6)纵向完全占据D1区域器件外延层(4)；光电隔离沟道阻断区(7)的宽度为D2，其中：D2≥(2Vε/(qN))^0.5/3.5，式中，V为光探测器工作电压，ε为半导体硅介电常数，q为电子电荷，N为高阻半导体材料(2)的掺杂浓度；耗尽抑制区(3)可与光电隔离沟道阻断区(7)相接触或相交叠，但光电隔离沟道阻断区(7)与耗尽抑制区(3)不交叠区横向尺寸不小于宽度D2；光探测器欧姆接触区(8)与光电隔离介质区(6)间距D3大于等于零。