[发明专利]包括波导材料的集成光子器件

权利要求书

1.一种制造光电检测器结构的方法，包括：

在硅上形成电介质材料；

在延伸到所述硅的所述电介质材料中蚀刻沟槽；

在所述沟槽内外延生长锗；

将通过所述外延生长而形成的锗退火；

重复所述外延生长和所述退火，直到所述锗过度填充所述沟槽；

将所述锗的过度填充部分平坦化；以及

使用掺杂和金属化来产生顶部接触和底部接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述外延生长使得在所述硅上形成锗。

3.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述外延生长使得所述光电检测器结构没有与所述硅相邻的低温SiGe或Ge缓冲结构。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述锗的外延生长是在不使用掺杂气体的情况下进行的，从而通过外延生长形成本征锗。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述锗的外延生长是使用掺杂前驱物进行的，从而通过所述外延生长形成原位掺杂锗。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述外延生长包括在从约550摄氏度至约850摄氏度范围内的温度下进行外延生长。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述外延生长包括在从约550摄氏度至约850摄氏度范围内的温度下进行外延生长，且其中所述退火包括在约650摄氏度至约850摄氏度之间的温度下的退火。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述外延生长包括使用锗烷(GeH₄)和氢气(H₂)作为前驱物和载体气体、在约550摄氏度至约850摄氏度范围内的温度下、从约10Torr至约300Torr范围内的压力下进行外延生长，以及其中所述退火包括在约650摄氏度至约850摄氏度之间的温度下、在约100Torr至约600Torr之间的压力下退火。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述生长之前有易位湿化学和原位干清洗工艺，用于去除有机和金属污染物以及原生氧化物。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述生长之前还有还原氢气环境下的原位热处理，用于去除亚化学计量表面硅氧化物。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括进行浅顶部接触掺杂区域和沉积覆盖氧化物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括形成与氧化物沟槽间隔开的还原区掺杂区域。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括形成与氧化物沟槽间隔开的还原区浅顶部掺杂区域，从而在所述锗的边界与掺杂区域的边界之间限定间隔距离。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括形成与氧化物沟槽间隔开等于或大于阈值距离的间隔距离的还原区浅顶部掺杂区域。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括形成还原区顶部金属接触，所述还原区顶部金属接触完全包含在顶部掺杂区域中。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述光子器件结构在所述硅与所述锗形成物之间没有低温SiGe或Ge缓冲。

17.一种光子器件结构，包括：

在硅上形成的电介质材料；

在延伸到所述硅的所述电介质材料中形成的沟槽；

在所述沟槽中形成的锗形成物；以及

在所述锗形成物的区中形成的掺杂区域，使得所述掺杂区域与所述沟槽间隔开等于或大于阈值距离的间隔距离。

18.根据权利要求17所述的光子器件结构，其中所述掺杂区域的整个边界与所述沟槽间隔开等于或大于阈值距离的间隔距离。

19.根据权利要求17所述的光子器件结构，其中所述阈值距离选自以下群组，所述群组包括：(a)200nm至1000nm以及(b)750nm。

20.根据权利要求17所述的光子器件结构，其中所述阈值距离是750nm。

21.根据权利要求17所述的光子器件结构，还包括在所述掺杂区域的区中、在所述掺杂区域上形成的接触，使得所述接触与所述掺杂区域的边界间隔开等于或大于阈值距离的间隔距离。