【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体，特别是涉及一种平面型弛豫锗系传感器。
技术介绍
1、铟镓砷(ingaas)短波红外传感器在机器视觉、激光通信、天文、生命科学、半导体检测、安防、医疗诊断、低空科技和汽车辅助驾驶等领域应用较为广泛，但其存在晶圆尺寸小、不兼容cmos制造工艺、良率低和无法大规模量产等技术瓶颈。由此，更易兼容cmos制造工艺且同样在短波红外波段存在光电响应的锗系传感器越发引起关注。
2、目前，锗系传感器被认为是最有前途的技术路线之一。然而，目前几乎所有的绝缘体上锗系传感器都是采用台面结构，像元侧壁存在裸露的离子掺杂层侧壁，该离子掺杂层的表面与一电极接触，对于像元间小间距的锗系传感器而言，该离子掺杂层的侧壁会与另一电极接触，导致像元表面和侧壁出现较大的漏电流，对于锗系传感器的灵敏度、功耗、可靠性等性能会产生严重影响。
3、由此，如何减小锗系传感器的漏电流，成为需要解决的问题。
技术实现思路
1、基于上述问题，本技术提供了一种平面型弛豫锗系传感器，可以减小锗系传感器的漏电流。
2、本技术实施例公开了如下技术方案：
3、本技术实施例提供了一种平面型弛豫锗系传感器，所述平面型弛豫锗系传感器包括：
4、依次堆叠的离子掺杂的锗衬底、本征弛豫锗/锗硅多量子阱层、本征弛豫锗层以及离子掺杂掩膜层；所述离子掺杂掩膜层间断分布于所述本征弛豫锗层背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧；
5、所述本征弛豫锗层包括离子掺杂区和非离子掺杂区，其中，所述
6、所述离子掺杂区背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧还具有第一电极；所述离子掺杂的锗衬底背离所述离子掺杂区的一侧还具有第二电极。
7、可选地，所述第一电极为透明电极。
8、可选地，所述本征弛豫锗层的厚度范围为100～3000nm，所述离子掺杂区的厚度范围为100～500nm，所述离子掺杂区位于所述本征弛豫锗层背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧。
9、可选地，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括交替堆叠的弛豫锗层和弛豫锗硅层；
10、所述弛豫锗层为势垒层，厚度范围为10～100nm；所述弛豫锗硅层为势阱层，厚度范围为10～100nm；所述弛豫锗硅层中硅的含量为0～30％。
11、可选地，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括2～10个量子阱。
12、可选地，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层的厚度范围为200～1000nm。
13、可选地，所述离子掺杂掩膜层的厚度范围为100～500nm。
14、可选地，若所述离子掺杂的锗衬底为n型锗衬底，则所述离子掺杂区为p型离子掺杂区；若所述离子掺杂的锗衬底为p型锗衬底，则所述离子掺杂区为n型离子掺杂区。
15、可选地，所述离子掺杂掩膜层以及所述离子掺杂区的裸露表面还具有钝化层。
16、可选地，所述锗系传感器还包括读出电路，所述第二电极与所述读出电路电连接。
17、相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：
18、本技术提供了一种平面型弛豫锗系传感器，该平面型弛豫锗系传感器包括：依次堆叠的离子掺杂的锗衬底、本征弛豫锗/锗硅多量子阱层、本征弛豫锗层以及离子掺杂掩膜层；所述离子掺杂掩膜层间断分布于所述本征弛豫锗层背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧；所述本征弛豫锗层包括离子掺杂区和非离子掺杂区，其中，所述离子掺杂区位于所述本征弛豫锗层中未被所述离子掺杂掩膜层覆盖的区域；所述离子掺杂区背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧还具有第一电极；所述离子掺杂的锗衬底背离所述离子掺杂区的一侧还具有第二电极。由此，一方面，采用了锗衬底，可以通过在锗衬底上进行同质外延的方法形成本征弛豫锗/锗硅多量子阱层和本征弛豫锗层，从而减小本征弛豫锗/锗硅多量子阱层和本征弛豫锗层的缺陷密度，提高二者的晶体质量，进而提升锗系传感器的性能；另一方面，每个像元的离子掺杂区在膜层堆叠方向的垂直方向上都被非离子掺杂区所包裹，形成了平面结构的锗系传感器，各个像元均不存在裸露的侧壁，且不同像元的离子掺杂区通过非离子掺杂区进行隔离，从而可以减小甚至彻底避免像元表面和侧壁存在的漏电流问题，同时也能够减小相邻像元之间的电串扰，得到像元间距小、漏电流低、暗电流低的锗系传感器；再一方面，存在本征弛豫锗/锗硅多量子阱层和本征弛豫锗层两个光电传感层，其中，本征弛豫锗/锗硅多量子阱层为红外波段传感层，本征弛豫锗层为可见光和短波红外传感层，在实际应用中，外来光信号将从第一电极侧进入该锗系传感器，先进入本征弛豫锗层，再进入本征弛豫锗/锗硅多量子阱层，本征弛豫锗/锗硅多量子阱层和本征弛豫锗层二者的组合结构可以显著拓展锗系传感器的光谱响应范围。此外，该锗系传感器的结构简单，所需的生产成本低，且可以通过与cmos工艺高度兼容的生产工艺制得，有利于推进锗系传感器在民用领域的应用。
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1.一种平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述锗系传感器包括：
2.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述第一电极为透明电极。
3.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗层的厚度范围为100～3000nm，所述离子掺杂区的厚度范围为100～500nm，所述离子掺杂区位于所述本征弛豫锗层背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧。
4.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括交替堆叠的弛豫锗层和弛豫锗硅层；
5.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括2～10个量子阱。
6.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层的厚度范围为200～1000nm。
7.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述离子掺杂掩膜层的厚度范围为100～500nm。
8.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，若所述离子
9.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述离子掺杂掩膜层以及所述离子掺杂区的裸露表面还具有钝化层。
10.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述锗系传感器还包括读出电路，所述第二电极与所述读出电路电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述锗系传感器包括：
2.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述第一电极为透明电极。
3.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗层的厚度范围为100～3000nm，所述离子掺杂区的厚度范围为100～500nm，所述离子掺杂区位于所述本征弛豫锗层背离所述离子掺杂的锗衬底的一侧。
4.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括交替堆叠的弛豫锗层和弛豫锗硅层；
5.根据权利要求1所述的平面型弛豫锗系传感器，其特征在于，所述本征弛豫锗/锗硅多量子阱层包括2～10个量子阱。
6.根据权利要求1所述的平面型...
【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·H·阿达姆松，苗渊浩，
申请(专利权)人：广州诺尔光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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