Photodetector circuits

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H - Electricity

01

L

H01L 31/18 (2006.01) H01L 27/14 (2006.01) H01L 27/146 (2006.01) H01L 31/00 (2006.01) H01L 31/107 (2006.01)

Patent

CA 2492731

A photodetector circuit incorporates an avalanche photodiode structure having a contact layer (14) forming an ohmic contact over an annular region (18) with the annular guard ring (8). In the fabrication process, the starting substrate can either be the handle wafer of a p- silicon-on-insulator wafer, or a p-Si substrate with an insulating SiO2 layer (4). A window (6) is produced in the insulating layer (4) by conventional photolithographic and etching. A n+ guard ring (8) is created by diffusing donor impurities into the substrate, and a thinner insulating SiO2 layer (22) is thermally grown so as to cover the exposed surface of the substrate within the window (6). P-type dopant is then implanted through the thin oxide layer to increase the doping level near the surface of the substrate. Subsequently a second window (24) is made in the insulating layer (22), and the layer (12) is then epitaxially grown selectively on the area of the substrate exposed by the window (24) in the insulating layer (22). After the epitaxial layer (12) has been grown the remaining part of the insulating layer (22) is removed by wet oxide etch which exposes an annular portion (26) of the underlying guard ring (8). Subsequently a n+ silicon epi-poly layer (14) is deposited on the surface of the device, and forms an ohmic contact with the guard ring (8), and simultaneously forms the top contact of the photodiode.

L'invention concerne un circuit photodétecteur incorporant une structure de photodiode à avalanches présentant une couche de contact (14) formant un contact ohmique sur une région annulaire (18) avec un anneau de garde annulaire (8). Lors de la fabrication, le substrat de départ peut soit être une plaquette de manipulation d'une plaquette d'isolant sur du silicium de type p, soit un substrat de type p-Si doté d'une couche d'isolation SiO¿2? (4). Une fenêtre (6) est produite dans la couche d'isolation (4) des procédés classiques de photolithographie et de gravure. Un anneau de garde de type n+ (8) est créé par diffusion des impuretés donneur dans le substrat, et une fine couche d'isolation SiO¿2? (22) est créée thermiquement, de façon à couvrir la surface exposée du substrat à l'intérieur de la fenêtre (6). Un dopant de type p est alors implanté à travers une couche fine d'oxyde pour augmenter le niveau de dopage à proximité de la surface du substrat. Puis, on crée une seconde fenêtre (24) dans la couche d'isolation (22), et ladite couche (12) est alors accrue de manière épitaxiale de manière sélective sur la zone du substrat exposé par la fenêtre (24) dans la couche d'isolation (22). Après l'accroissement de la couche épitaxiale (12), la partie restante de la couche d'isolation (22) est éliminée par nettoyage oxyde humide qui expose ladite partie annulaire (26) de l'anneau de garde sous-jacent (8). Puis, une couche (14) épitaxiale poly de silicium de type n est déposée sur la surface du dispositif et forme un contact ohmique avec l'anneau de garde (8) et forme simultanément le contact supérieur de la photodiode.

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