CN101911320A - 具有光引导装置的光电器件以及形成该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种光电器件(20)，包括间接带隙半导体材料的本体(14)，该本体具有表面(16)和位于该表面的一侧的光子活性区域(12)。光引导装置(22)与该本体整体形成在该表面的相反一侧。

Description

具有光引导装置的光电器件以及形成该装置的方法
背景技术
本发明涉及光电器件(optoelectronic devices)，更具体地，涉及包括引导光的装置(arrangement)的器件。本发明也涉及为光电器件形成光引导装置的方法。
一种已知类型的发光器件包括硅本体(body)中的结(junction)，该结被配置为待被驱使进入雪崩或场发射击穿模式，由此发光。与这些器件关联的一个问题是，硅-氧化物-空气界面处的内反射的临界角是由材料的折射率决定的。对于硅和空气，该临界角仅为约15.3°，而考虑到发射的立体角，这意味着该器件产生的光之中仅有约1.8％将离开该表面。此光的大部分以基本平行于该表面的方式离开该本体的表面，因此难以有效地把此光耦合进与之间隔的光纤的输入端。
也已知的是，半导体pn结二极管光探测器(detector)的运行速度是内置结电容(built-in junction capacitance)的函数。通过减小该探测pn结的尺寸可以减小该内置结电容，并且该探测二极管器件可以以更高的开关频率运行。然而，与此同时，也减小了该探测器的敏感面积，从而导致探测到较小的光信号，这是人们不期望的。
发明目的
据此，本发明的一个目的在于提供一种光电器件以及形成用于该光电器件的光引导装置的方法，借此，申请人相信至少可以缓解上述缺点。
发明内容
根据本发明，提供了一种光电器件，其包括：本体，其具有一表面和一间接带隙半导体材料(indirect bandgap semiconductor material)区域(region)；光子活性区域(photonactive region)，其位于该表面的一侧；以及光引导装置，其与该表面的相反一侧(opposite side)相邻。
该光子活性区域可以是光发射区域和光探测区域中的至少一个。
该间接带隙材料可以是Si、Ge和SiGe，但不限于此。在一个优选实施方案中，该材料可以是Si，该光子活性区域可以包括形成于该硅材料中的pn结，并且该光引导装置可以在该表面上限制(circumscribe)一光透射区(zone)。在其他实施方案中，可以使用其他形式的光子活性区域，诸如嵌入到位于间接带隙材料区域或本体上的钝化层——例如二氧化硅层——中的硅纳米晶体。
该光引导装置可以整体形成在该表面上，例如通过使用标准CMOS工艺。
在一些实施方案中，该光电器件可以是发光器件，其中该pn结在使用中是光发射源，其用于使光透过该光透射区射向该光引导装置。
在其他实施方案中，该光电器件可以是光电探测器(photodetector)器件，其中该pn结在使用中是光电探测器，其用于透过该光透射区接收来自该光引导装置的光。
该光引导装置可以包括交替的(alternate)光反射材料层和绝缘材料层的结构，该结构形成了限定光通路的光反射侧壁，该通路与该区有光连通关系，并且其中该通路的横截面积在远离该区的方向上增大。
该光反射材料可以选自包括铝、铜、金和多晶硅的组。
该侧壁可以包括该光反射材料层的暴露边缘(exposed edges)，该暴露边缘被如下的光反射材料的环形区域联接，该环形区域包覆(clad)该绝缘材料层的相邻边缘。包覆的光反射材料可以与该光反射层的材料相同。
该暴露边缘和该环形区域中的至少一些可以相对于该通路的主轴成锐角地倾斜。优选地，该环形区域和该暴露边缘中的全部都相对于该主轴倾斜。在一个优选实施方案中，该角度在远离该区的方向上减小。
根据本发明的另一个方面，提供了一种为光电器件形成光引导装置的方法，该光电器件包括具有一表面和一间接带隙半导体材料区域的本体以及位于该表面的一侧的光子活性区域，该方法包括如下的步骤：在该表面的相反一侧形成至少一个光反射材料层，以在该表面上限制一光透射区并限定一光通路。
该方法可以包括如下的步骤：形成不止一个光反射材料叠层(superimposed layer)以限定该通路，并通过绝缘材料中间层将相邻的层彼此间隔开。
该方法可以包括如下的步骤：用光反射材料包覆所述中间层的与该通路相邻的边缘。
该方法可以包括如下的步骤：向被包覆的边缘和光反射材料层的与该通路相邻的边缘中的至少一些提供相对于该通路的主轴成锐角的斜面。
该装置可以如下地形成：利用传统CMOS技术，并将该光反射材料层中的第一层沉积在该表面上；通过所述中间层之一将光反射材料的第一层与光反射材料层中的第二层分隔开；利用通道限界(viadefinition)在该第一层和第二层之间形成一通道，并包覆该中间层的与该通路相邻的边缘；以及分别为所述通道和光反射材料层的边缘形成斜面。
在该方法的一种形式中，该通道的斜面和该光反射材料层的斜面可以被安排，以向该通路提供抛物线形式的轮廓，该通道的斜面和该光反射材料层的边缘的斜面的角度可以是恒定的，并且该通路的主轴与这些斜面之间的距离可以被选择，以使得所述角度与该抛物线在该抛物线相应位置处的正切(tangent)之间的差最小化。
在该方法的另一种形式中，该通道的斜面和该光反射材料层的斜面也可以被安排，以向该通路提供抛物线形式的轮廓，但是该通道的斜面的角度和该光反射材料层的边缘的角度可以是变化的，以在该抛物线的相应位置处实现该抛物线的正切。
附图说明
现在将仅通过实施例的方式，参考附图进一步描述本发明，在附图中：
图1是现有技术发光器件的示意表现，该器件包括硅本体中的pn结形式的光源。
图2是穿过根据本发明的光电器件的第一实施方案的示意截面图，该光电器件的形式是包括发射光(emitting light)引导装置的发光器件。
图3是图解了该装置的一个实施方案的特定尺寸与角度之间的关系的图表。
图4是图解了形成发射光引导结构一部分的多个光反射层的示意图。
图5是该结构的更详细的截面图。
图6(a)和(b)是图解了倾斜表面在由该结构限定的光通路的侧壁上的形成的视图。
图7是该结构的更详细的截面图。
图8是该结构的另一个实施方案的示意图解。
图9是现有技术光电探测器的示意表现。
图10是穿过根据本发明的光电器件的第二实施方案的示意截面图，该光电器件的形式是包括碰撞光(impinging light)引导装置的光电探测器。
具体实施方式
作为背景技术，已知的硅发光器件10的光辐射模式(pattern)被示出在图1中。如在本说明书中介绍的，硅-氧化物-空气界面处的内反射的临界角β仅为约15.3°。结果是，在硅本体14中的结12处产生的光之中仅有约1.8％离开该本体的表面16。此光的大部分在基本平行于表面16的方向上离开该表面，因此难以有效地把此光耦合进与之间隔的光纤19的输入端18。
参考图2，根据本发明的形式为发光器件20的光电器件包括：本体，其具有表面16和间接带隙材料——诸如Si、Ge和SiGe——区域14；位于该表面的一侧的发光源12；以及与表面16的相反一侧相邻的发射光引导装置22。该发射光引导装置用于使该光沿着通路24聚焦远离该表面，以使得该光可以被更有效地耦合进光纤19的输入端18。
在本说明书所示的实施方案中，区域14上的钝化层不一定被示出。本领域的技术人员应理解，可以提供钝化层，从而前述表面则成为远离区域14的层的表面。
发射光引导装置被整体形成在前述表面的相反一侧，在下文中将更详细地描述。装置22包括由交替的光反射材料层28.1至28.4和绝缘材料层30.1至30.4构成的结构26。该光反射材料可以选自包括铝、铜、金和多晶硅的组。该绝缘材料可以是氧化物。
结构26包括基本杯形的侧壁32，其环绕着表面16上的光透射区34。侧壁32限定了通路24，通路24具有延伸穿过区34并垂直于该表面的主轴36。通路24与该区有光连通关系。
从图3可以得出，在侧壁32上的反射点R处，各角度之间的关系为
γ = 45 + θ 2 = 90 + θ 2 度
该结构在点R处的正切由下式给出
Figure BPA00001174743500052
使用上面的等式，可以计算出结构26在壁32上的各点处的物理形状。
在标准CMOS技术中，金属导体层(通常是铝)可被用来近似(approximate)结构曲率(structure curvature)。在存在四个金属层28.1至28.4的情况下，反射器结构将如图4所示。在该CMOS技术中，金属层28.1至28.4在表面16上方的平均高度y1、y2、y3和y4由加工顺序确定。对于发射角θ(见图3)的每个值，可以针对给定的yn计算出横向尺寸xn的相应值。依据本申请，顶金属层28.4确定了待被反射的最大发射角度，而从xn(在图4的实施例中n＝4)的此值，可以确定其他横向尺寸x1至x3。
参考图5，为增大反射面积，以及为了阻止光进入金属层28.1至28.4之间的氧化物界面30.1至30.4，使用了互连通道40，该互连通道常规上促进相邻金属层之间的连接。在图5所示的结构26中，遵循所有的布图规则(layout rules)，即，金属层28.1至28.4完全(fully)覆盖并填充通道40。在图5中，使用了一附加层作为反射层，即多晶硅层42。金属层28.1通过金属制接触件(metal making contact)54与多晶硅层42接触。
为了获得改进的聚焦作用，金属层28.1至28.4的与通路24相邻的边缘，以及金属40的边缘——金属40填充该通道以包覆绝缘层30.1至30.4的相邻边缘，可以被给定斜率。
为了实现该反射表面的非垂直斜率，可以违反CMOS布图规则。要违反的一个规则是：在通道形成和金属沉积之后的金属蚀刻的掩模限界。参照图6(a)，这可以通过如下的方式来实现：使金属掩模50不完全覆盖通道限界40，而是仅在远离该通路的区域局部地覆盖该通道。这是可以实现的，因为该特定的被局部地覆盖的通道不执行任何电学功能，而是仅执行机械/光学功能。
参照图6(b)，在金属刻蚀之后，剩余的金属将具有相对于垂线或轴36成角度ε的非垂直斜面52，从而将造成碰撞光朝该垂线反射。应意识到，参照图6(a)和(b)描述和图解的程序(procedure)可以用于所有的金属层28.1至28.4以及到该多晶硅层的金属制接触件54。角度ε可以在远离表面16的方向上减小。
在图7中，示出了由上文描述的程序产生的结构22。在此例中预期，可用光信号(available optical signal)的大量将被基本朝垂线引导，但也许不是以窄束形式。
应意识到，由于该金属边缘的相对陡峭的斜面52，如果出射角小，则此结构可以给出更好的性能。
在图8中，示出了结构22的另一个实施方案。该结构限定了通路24，通路24具有基本为抛物线P形式的轮廓，并且光源12处于焦点。把该焦点设置在笛卡尔坐标系(Cartesian coordinate system)的原点(0；0)，使该抛物线表达为
y＝ax2-1/4a。
一些标准半导体加工技术要求固定的金属和通道高度，以及要求形成侧壁32的层的内侧边缘上的斜面的恒定角度，留作仅有的设计自由的是，从轴36到这些层的内侧边缘的水平距离x。
图8示出，多晶硅层52、接触件54、金属层28.1至28.4、以及通道互联层40的倾斜的内侧边缘可以向抛物线P对准，以使得它们将来自该抛物线的焦点处的光源12的光线平行于该抛物线的经过该焦点的对称轴36垂直地向上反射。
对抛物线变量a以及距该抛物线的对称轴36的距离xp、xc、xm1、xv1、xm2、xv2、xm3、xv3和xm4进行改变允许了找到最佳距离，以使得该内侧边缘的恒定角度与该抛物线在该抛物线相应位置处的正切之间的差被最小化。
上面的程序是可实现的，同时仍保持每个金属边缘距该抛物线的对称轴36的距离远于其正下方的层距该抛物线对称轴36的距离(即xp＜xc＜xm1＜xv1＜xm2＜xv2＜xm3＜xv3＜xm4)。
金属边缘越陡峭，抛物线变量a就越大，并且该抛物线以及所产生的出射光束就将越窄。
在其他实施方案中，可能的是，为各层的内侧边缘提供递增的斜率，换言之提供递减的角度ε(见图6(b))，以使得这些边缘的角度接近该抛物线在该抛物线相应位置处的正切。在这样的情况下，各层的边缘可以被基本形成为在相关点处与该抛物线的正切一致。
通路24可以填充有半透明材料，优选地是透明材料，诸如二氧化硅。
图9示出了现有技术的或常规的光电探测器60，其收集从光纤64发出的光。需要相对大的pn结面积62来收集该光信号的大部分。如在本说明书中介绍的，已知的是，半导体pn结二极管光学探测器的运行速度是内置结电容的函数。通过减小探测pn结62的尺寸，可以减小内置pn结电容，并且可以使该探测二极管器件以更高的切换频率工作。然而，与此同时，该探测器的敏感面积也减小了，从而导致探测到更少的光信号，这是不令人满意的。
参照图10，为光电探测器70提供了如上文所述的形式为用于碰撞光的收集器66的光引导装置。使用收集器66，光敏感面积68可以仍相当大，但探测器pn结62可以被做得小。这意味着，在较大的工作频率下可以探测到基本相同量的光能。更特别地，集成CMOS技术收集器66将基本相同的光学信号能量聚集到小得多的pn结二极管探测器62，从而因该较小的探测器电容而导致了较高的运行频率。

Claims (17)

1.一种光电器件，包括：
本体，其具有一表面和一间接带隙半导体材料区域；光子活性区域，其位于所述表面的一侧；以及光引导装置，其与所述表面的相反一侧相邻。
2.根据权利要求1所述的光电器件，其中，所述间接带隙半导体材料是硅，其中，所述光子活性区域包括形成于所述间接带隙材料区域中的pn结，并且其中，所述光引导装置在所述表面上限制一光透射区。
3.根据权利要求1或2所述的光电器件，其中，所述光引导装置被整体形成在所述表面上。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的光电器件，其中，所述pn结在使用中是光发射源，其用于使光透过所述光透射区射向所述光引导装置。
5.根据权利要求2和3中任一项所述的光电器件，其中，所述pn结在使用中是光电探测器，其用于透过所述光透射区接收来自所述光引导装置的光。
6.根据权利要求2到5中任一项所述的光电器件，其中，所述光引导装置包括交替的光反射材料层和绝缘材料层的结构，所述结构形成了限定光通路的光反射侧壁，所述通路与所述光透射区有光连通关系，并且其中，所述通路的横截面积在远离所述光透射区的方向上增大。
7.根据权利要求6所述的光电器件，其中，所述光反射材料选自包括铝、铜、金和多晶硅的组。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的光电器件，其中，所述侧壁包括所述光反射材料层的暴露边缘，所述暴露边缘被如下的光反射材料的环形区域联接，所述环形区域包覆所述绝缘材料的相邻边缘。
9.根据权利要求8所述的光电器件，其中，所述暴露边缘和所述环形区域中的至少一些相对于所述通路的主轴成锐角地倾斜。
10.根据权利要求9所述的光电器件，其中，所述角度在远离所述光透射区的方向上减小。
11.为光电器件形成光引导装置的方法，所述光电器件包括具有一表面和一间接带隙半导体材料区域的本体以及位于所述表面的一侧的光子活性区域，所述方法包括如下的步骤：在所述表面的相反一侧形成至少一个光反射材料层，以在所述表面上限制一光透射区并限定一光通路。
12.根据权利要求11所述的方法，包括如下的步骤：形成不止一个光反射材料叠层以限定所述通路，并通过绝缘材料中间层将相邻的层彼此间隔开。
13.根据权利要求12所述的方法，包括如下的步骤：用光反射材料包覆所述中间层的与所述通路相邻的边缘。
14.根据权利要求13所述的方法，包括如下的步骤：向所述被包覆的边缘和所述光反射材料层的与所述通路相邻的边缘中的至少一些提供相对于所述通路的主轴成锐角的斜面。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述装置如下地形成：利用传统CMOS技术，并在所述表面上沉积所述光反射材料层中的第一层；通过所述中间层之一将光反射材料的第一层与光反射材料层中的第二层分隔开；利用通道限界在所述第一层和第二层之间形成一通道，并包覆所述中间层的与所述通路相邻的边缘；以及分别为所述通道和所述光反射材料层的边缘形成斜面。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述通道的斜面和所述光反射材料层的斜面被安排，以向所述通路提供抛物线形式的轮廓，其中，所述通道的斜面和所述光反射材料层的边缘的斜面的角度是恒定的，并且其中，所述通路的主轴和所述斜面之间的距离被选择，以使得所述角度与所述抛物线在该抛物线相应位置处的正切之间的差最小化。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述通道的斜面和所述光反射材料层的斜面被安排，以向所述通路提供抛物线形式的轮廓，其中，所述通道的斜面的角度和所述光反射材料层的边缘的各角度是变化的，以在所述抛物线的相应位置处实现所述抛物线的正切。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710427A (zh) * 2015-06-15 2018-02-16 Lg 伊诺特有限公司 发光二极管封装
CN112420754A (zh) * 2019-08-23 2021-02-26 爱思开海力士有限公司 图像感测装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8759845B2 (en) * 2008-01-21 2014-06-24 Insiava (Pty) Limited Semiconductor light emitting device utilising punch-through effects
WO2009095886A2 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Insiava (Pty) Limited Semiconductor light emitting device comprising heterojunction
US8237832B2 (en) * 2008-05-30 2012-08-07 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with focusing interconnections
CN102292834A (zh) 2008-12-15 2011-12-21 因西亚瓦(控股)有限公司 利用穿通效应的硅发光器件
CN102754227B (zh) 2010-01-22 2015-09-23 因西亚瓦(控股)有限公司 硅发光器件及其制造方法
US9515227B2 (en) 2011-09-16 2016-12-06 Insiava (Pty) Limited Near infrared light source in bulk silicon
DE102012107794B4 (de) 2012-08-23 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronische Vorrichtung
EP3045896B1 (en) 2015-01-16 2023-06-07 Personal Genomics, Inc. Optical sensor with light-guiding feature

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5994720A (en) * 1996-03-04 1999-11-30 University Of Pretoria Indirect bandgap semiconductor optoelectronic device
US6111271A (en) * 1996-03-28 2000-08-29 University Of Pretoria Optoelectronic device with separately controllable carrier injection means
JPH10335618A (ja) 1997-05-20 1998-12-18 Hewlett Packard Co <Hp> 光センサ・アレイ
JPH11345999A (ja) * 1998-06-01 1999-12-14 Matsushita Electron Corp 光電変換装置
JP3645490B2 (ja) * 1998-11-20 2005-05-11 カリフォルニア・インスティチュート・オブ・テクノロジー サブバンド内吸収に基づいた多重量子井戸センサに用いる波長に無感応な放射線の結合
JP3827909B2 (ja) * 2000-03-21 2006-09-27 シャープ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP2002043632A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
JP4652634B2 (ja) * 2001-08-31 2011-03-16 キヤノン株式会社 撮像装置
WO2004055898A1 (ja) * 2002-12-13 2004-07-01 Sony Corporation 固体撮像素子およびその製造方法
JP4120543B2 (ja) 2002-12-25 2008-07-16 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法
JP3803339B2 (ja) * 2003-01-10 2006-08-02 松下電器産業株式会社 半導体レーザ装置
US6861686B2 (en) * 2003-01-16 2005-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Structure of a CMOS image sensor and method for fabricating the same
US6953925B2 (en) 2003-04-28 2005-10-11 Stmicroelectronics, Inc. Microlens integration
JP4548702B2 (ja) * 2003-10-02 2010-09-22 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
JP4572312B2 (ja) * 2004-02-23 2010-11-04 スタンレー電気株式会社 Ｌｅｄ及びその製造方法
US7119319B2 (en) * 2004-04-08 2006-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device
JP4910079B2 (ja) 2004-05-07 2012-04-04 光照 木村 テラヘルツ波発生ダイオードおよびこれを用いたテラヘルツ波放射装置
KR100689885B1 (ko) * 2004-05-17 2007-03-09 삼성전자주식회사 광감도 및 주변광량비 개선을 위한 ｃｍｏｓ 이미지 센서및 그 제조방법
US20050274871A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Jin Li Method and apparatus for collecting photons in a solid state imaging sensor
JP2006005091A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 発光素子用パッケージ
US7193289B2 (en) * 2004-11-30 2007-03-20 International Business Machines Corporation Damascene copper wiring image sensor
JP2006179767A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Sharp Corp リモコン受光ユニットおよびそれを用いた電子機器
US7683407B2 (en) * 2005-08-01 2010-03-23 Aptina Imaging Corporation Structure and method for building a light tunnel for use with imaging devices
JP2007173590A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Toshiba Corp 半導体発光材料およびそれを用いた発光素子
US7358583B2 (en) * 2006-02-24 2008-04-15 Tower Semiconductor Ltd. Via wave guide with curved light concentrator for image sensing devices
JP2008091643A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
CN101399305B (zh) * 2007-09-29 2012-11-21 展晶科技(深圳)有限公司 光电元件的封装结构和其制造方法
JP5420550B2 (ja) * 2007-10-08 2014-02-19 インシアヴァ （ピーテーワイ） リミテッド キャリア注入を用いるシリコン発光素子
US8759845B2 (en) * 2008-01-21 2014-06-24 Insiava (Pty) Limited Semiconductor light emitting device utilising punch-through effects
WO2009095886A2 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Insiava (Pty) Limited Semiconductor light emitting device comprising heterojunction
CN102292834A (zh) * 2008-12-15 2011-12-21 因西亚瓦(控股)有限公司 利用穿通效应的硅发光器件
WO2010086798A1 (en) * 2009-01-27 2010-08-05 Insiava (Pty) Limited Microchip-based moems and waveguide device
CN102754227B (zh) * 2010-01-22 2015-09-23 因西亚瓦(控股)有限公司 硅发光器件及其制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710427A (zh) * 2015-06-15 2018-02-16 Lg 伊诺特有限公司 发光二极管封装
CN107710427B (zh) * 2015-06-15 2020-05-22 Lg 伊诺特有限公司 发光二极管封装
CN112420754A (zh) * 2019-08-23 2021-02-26 爱思开海力士有限公司 图像感测装置

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