雙MOS結構的光電探測器制造技術

本發明專利技術公開了一種具有雙MOS結構的光電探測器，主要解決了光電探測器的響應度與響應速度之間制約關系的問題。該光電探測器自上而下依次包括：透明的導體氧化物層（1），上二氧化硅層（2），硅本征層（3），下二氧化硅層（4），金屬層（5）。硅本征區（3）上表面的兩端是摻雜濃度為1×1019~7×1019cm-3的P型重摻雜區，下表面的兩端是摻雜濃度為1×1019~7×1019cm-3的N型重摻雜區。P型重摻雜區的上表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極；N型重摻雜區的下表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極。本發明專利技術具有高響應速度，低功耗的特點，可以用作光互連，光通信領域的光電探測器。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于微電子器件
，特別涉及一種雙MOS結構光電探測器，可用于光互連的接收機部分。
技術介紹
隨著超大規模集成電路集成度和工作頻率的迅速提高，芯片間和芯片內的電互連線所產生的寄生效應，如寄生電容、延遲時間、信號串擾等問題變得十分顯著，成為集成電路發展的巨大障礙。傳統的改善方法，如使用低電阻的金屬以及使用低介電常數的材料，已經達到了它的物理極限。作為一種新的互連方法，光互連已經被研究了至少有16年。而高響應速度，高量子效率的光電探測器在光互連系統中有著非常重要的作用。最近幾年，研究人員對于探測器結構的研究主要集中在具有異質結材料的PIN和AH)結構上。目前對于光電探測器的研究重點還是集中在提高光電探測器的響應速度和響應度上。因為傳統結構的探測器會存在慢光生載流子的擴散運動，這就限制了光電探測器響應速度的提高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種雙MOS結構的光電探測器，以提高光電探測器的響應速度。為實現上述目的，本專利技術于自上而下依次包括透明導體氧化物層，上二氧化娃層，娃本征層，下二氧化娃層和金屬層，該娃本征層的上表面兩端是摻雜濃度為Ixld9 Itf cm的P型重摻雜區，下表面的兩端是摻雜濃度為IXlO19 7X1019cnT3的N型重摻雜區。在P型重摻雜區的上表面和N型重摻雜區的下表面淀積金屬，制作歐姆接觸引出電極；所述的透明導體氧化物層(I)、上二氧化硅層(2)、硅本征層(3)和P型重摻雜區組成PMOS結構；所述的金屬層(5)、下二氧化娃層(4)、娃本征層(3)和N型重摻雜區組成NMOS結構。作為優選，所述的透明導體氧化物層是鍍在上二氧化硅層上表面的一層膜，上二氧化硅層的厚度為f2ym。作為優選，所述硅本征層的厚度為2(T30 u m。作為優選，所述下二氧化硅層的厚度為作為優選，所述金屬層是鍍在所述下二氧化硅層下表面的一層膜。本專利技術與現有技術相比具有如下優點:(I)本專利技術提出的器件結構適用于光互連系統里的光電探測器，因為該結構只存在本征層，不存在非本征區，因此消除了光生載流子在非本征區的產生，也就是消除了光生載流子在非本征區的擴散運動，進而減小了載流子的渡越時間，提高了響應速度。(2)本專利技術提出的器件結構采用了類似于MOS的結構，靜態功耗為零，因此減小了器件的功耗。以下參照附圖和實施例對本專利技術做進一步詳細描述。附圖說明圖1是本專利技術光電探測器的結構圖。具體實施例方式參照圖1，本專利技術給出如下三種實施例:實施例1本專利技術的光電探測器包括:透明導體氧化層1、上二氧化硅層2、硅本征層3、下二氧化娃層4和金屬層5。其中:娃本征層3上表面的兩端是摻雜濃度為IX IO19CnT3的P型重摻雜區，在P型重摻雜區上表面淀積一層金屬，形成歐姆接觸，引出電極，該透明導體氧化物層1、上二氧化硅層2、硅本征層3和P型重摻雜區組成PMOS結構。硅本征層下表面的兩端是摻雜濃度為4 X IO19CnT3的N型重摻雜區，在N型重摻雜區的下表面淀積一層金屬，形成歐姆接觸，引出電極，該金屬層5、下二氧化硅層4、硅本征層3和N型重摻雜區組成NMOS結構。硅本征層3的厚度為20 iim，在硅本征層3的上表面生長厚度為Iym的上二氧化硅層2，上二氧化硅層2的上表面淀積透明導體氧化物層I ;在硅本征層3的下表面生長厚度為I U m的下二氧化硅層4。下二氧化硅層4的下表面淀積金屬層5。實施例2本專利技術的光電探測器包括:透明導體氧化層1、上二氧化硅層2、硅本征層3、下二氧化娃層4、金屬層5。 所述硅本征層3的厚度為25 u m,其上表面的兩端是摻雜濃度為5 X IO19CnT3的P型重摻雜區，其下表面的兩端是摻雜濃度為I X IO19CnT3的N型重摻雜區；在P型重摻雜區上表面淀積一層金屬，形成歐姆接觸，引出電極；在N型重摻雜區的下表面淀積一層金屬，形成歐姆接觸，引出電極。所述的上二氧化硅層2，其厚度為1.5 iim，生長在硅本征區2的上表面。所述的透明導體氧化層I是淀積在上二氧化硅層2的上表面的一層薄膜。所述的下二氧化硅層4，生長在硅本征層3的下表面，其厚度為liim。所述的金屬層5是淀積在下二氧化硅層4的下表面的一層薄膜。所述的透明導體氧化物層1、上二氧化硅層2、硅本征層3和P型重摻雜區組成PMOS結構；所述的金屬層5、下二氧化硅層4、硅本征層3和N型重摻雜區組成NMOS結構。實施例3本專利技術的光電探測器結構與實施例1相同，其參數分別如下:硅本征層3的厚度為30iim，硅本征層3的上表面兩端的P型重摻雜濃度為7 X IO19CnT3,娃本征層3的下表面兩端的N型重摻雜濃度為7 X IO19CnT3 ； 上二氧化硅層2的厚度為2 ii m ;下二氧化硅層4的厚度為2 ii m。上述實施例不構成對本專利技術的任何限制，特別是二氧化硅層的厚度與本征層的厚度，可根據實際需要的器件尺寸來確定。本專利技術的工作原理如下:在工作時，對透明導體氧化物層I施加正電壓，金屬層5上施加負電壓，在上二氧化硅層2與硅本征層3的界面和下二氧化硅4與硅本征層3的界面就會產生反型層，該反型層會將娃本征層3完全耗盡,相應地會在娃本征層3內形成電場，該電場類似于PN結的空間電荷區。當硅本征層3吸收了入射光子后會產生電子-空穴對，在硅本征層3形成的電場會將該電子-空穴對分離，分別掃到硅本征層3的上下兩個表面，并在表面積累，最后從N+和P+端的電極流出，形成了光電流。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙MOS結構的光電探測器，其特征在于自上而下依次包括透明導體氧化物層（1），上二氧化硅層（2），硅本征層（3），下二氧化硅層（4）和金屬層（5），該硅本征層（3）的上表面兩端是摻雜濃度為1×1019~7×1019cm?3的P型重摻雜區，下表面的兩端是摻雜濃度為1×1019~7×1019cm?3的N型重摻雜區。P型重摻雜區的上表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極；N型重摻雜區的下表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極；所述的透明導體氧化物層（1）、上二氧化硅層（2）、硅本征層（3）和P型重摻雜區組成PMOS結構；所述的金屬層（5）、下二氧化硅層（4）、硅本征層（3）和N型重摻雜區組成NMOS結構。

【技術特征摘要】
1.一種雙MOS結構的光電探測器，其特征在于自上而下依次包括透明導體氧化物層(I),上二氧化硅層(2)，硅本征層(3)，下二氧化硅層(4)和金屬層(5)，該硅本征層(3)的上表面兩端是摻雜濃度為IX IO19IX IO19CnT3的P型重摻雜區，下表面的兩端是摻雜濃度為I X IO19IX IO19CnT3的N型重摻雜區。P型重摻雜區的上表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極#型重摻雜區的下表面淀積金屬，形成歐姆接觸，引出電極； 所述的透明導體氧化物層(I)、上二氧化硅層(2)、硅本征層(3)和P型重摻雜區組成PMOS結構； 所述的金屬層(5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈護軍，范忱，毛周，李帥，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：