[发明专利]包含整合于波导上的光侦测器的半导体设备及其制造方法

权利要求书

1.一种用于制造半导体设备的方法，该方法包含：

在半导体基底的侦测器区域中蚀刻波导层，以形成凹陷式波导层区段；以及

形成覆于该凹陷式波导层区段的一部分上的脊部结构锗Ge光侦测器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，蚀刻该波导层包含将材料移离该波导层大约1.25至大约2.75微米的深度，以形成该凹陷式波导层区段。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，蚀刻该波导层包含形成具有厚度大约0.25至大约0.75微米的该凹陷式波导层区段。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成该脊部结构锗光侦测器包含：

形成覆于该凹陷式波导层区段上的锗填部；

选择性地蚀刻该锗填部，以形成第一凹陷式锗层区段、第二凹陷式锗层区段、以及设置于该第一与第二凹陷式锗层区段之间的锗脊部结构；

P+掺杂互相毗连的该第一凹陷式锗层区段以及该锗脊部结构的第一侧壁部位以形成P+电极；以及

N+掺杂互相毗连的该第二凹陷式锗层区段以及该锗脊部结构的第二侧壁部位以形成N+电极。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，P+掺杂及N+掺杂包含形成该P+与N+电极，使得该P+与N+电极通过该锗脊部结构的锗核心脊部部位互相隔离，其中，该锗核心脊部部位设置于该第一与第二侧壁部位之间且覆于该凹陷式波导层区段的该部位上。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该凹陷式波导层区段于该锗核心脊部部位底下的该部位为该凹陷式波导层区段的中间部位，其中，P+掺杂进一步包含P+掺杂该凹陷式波导层区段于该第一凹陷式锗层区段底下的第一毗连部位以形成该P+电极，其中，N+掺杂进一步包含N+掺杂该凹陷式波导层区段于该第二凹陷式锗层区段底下的第二毗连部位以形成该N+电极，以及其中，该凹陷式波导层区段的该中间部位设置于该第一与第二毗连部位之间。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，形成该锗填部包含形成具有厚度大约2.5至大约3.5微米的该锗填部。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，选择性地蚀刻该锗填部包含形成各具有厚度大约0.25至大约0.75微米的该第一凹陷式锗层区段与该第二凹陷式锗层区段。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，选择性地蚀刻该锗填部包含从该第一及第二凹陷式锗层区段的最上表面到该锗脊部结构的最上表面形成具有高度大约2至大约3微米的该锗脊部结构。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，形成该脊部结构锗光侦测器包含：

沉积覆于该锗填部上的硬掩膜材料；以及

图案化该硬掩膜材料以形成图案化硬掩膜层区段，其中，选择性地蚀刻包含使用该图案化硬掩膜层区段选择性地蚀刻该锗填部，以形成该第一凹陷式锗层区段、该第二凹陷式锗层区段、以及该锗脊部结构，以及其中，该图案化硬掩膜层区段覆于该锗脊部结构上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，形成该脊部结构锗光侦测器包含形成对应地毗连于该锗脊部结构的该第一与第二侧壁部位的第一侧壁间隔物与第二侧壁间隔物，以及其中，该图案化硬掩膜层区段设置于该第一与第二侧壁间隔物之间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成该脊部结构锗光侦测器包含：

使用该第一侧壁间隔物作为第一掩膜而在该P+电极的该第一凹陷式锗层区段中形成第一金属硅化物区；以及

使用该第二侧壁间隔物作为第二掩膜而在该N+电极的该第二凹陷式锗层区段中形成第二金属硅化物区。

13.根据权利要求12所述的方法，更包含：

形成介电材料的ILD层覆于该脊部结构锗光侦测器上；

形成导电材料的第一接触部与第二接触部分别延展穿过该ILD层至该第一与第二金属硅化物区。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，形成该ILD层包含形成自该波导层的最上表面具有厚度大约0.75至大约1.5微米的该ILD层。