光检测器件及其制造方法与流程

光检测器件及其制造方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于并要求于2020年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0126375的优先权，该申请的公开通过全文引用合并于此。
技术领域
3.本公开的实施例涉及一种光检测器件及其制造方法。


背景技术：

4.通常，使用砷化铟镓(ingaas)的光检测器件用于检测短波红外(swir)区域中的光，并且使用硅的光检测器件用于检测可见区域中的光。为了检测从可见光到swir的波长范围内的光，需要将使用硅的光检测器件添加到使用ingaas的光检测器件中。


技术实现要素：

5.提供了一种光检测器件及其制造方法。
6.附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。
7.根据一个或多个实施例，提供了一种光检测器件。光检测器件包括：光吸收层，被配置为吸收从可见光到短波红外(swir)的波长范围内的光；第一半导体层，设置在光吸收层的第一表面上；抗反射层，设置在第一半导体层上，并且包括相对于第一半导体层具有蚀刻选择性的材料；以及第二半导体层，设置在光吸收层的第二表面上，其中，第一半导体层具有小于500nm的厚度，以被配置为允许在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过。
8.根据实施例，光吸收层包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。
9.根据实施例，第一半导体层和第二半导体层中的每一个包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。
10.根据实施例，抗反射层包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。
11.根据实施例，抗反射层还包括掺杂剂。
12.根据实施例，第一半导体层的厚度为10nm至300nm。
13.根据实施例，抗反射层具有等于或大于1nm的厚度。
14.根据一个或多个实施例，提供了一种光检测器件阵列。光检测器件阵列包括多个光检测器件，其中，多个光检测器件被一维或二维地布置。
15.根据一个或多个实施例，提供了一种光检测系统。光检测系统包括：光源；以及至少一个光检测器件，被配置为检测由光源发射并从物体反射的光。至少一个光检测器件中的每一个包括：光吸收层，被配置为吸收从可见光到短波红外(swir)的波长范围内的光；第一半导体层，设置在光吸收层的第一表面上；抗反射层，设置在第一半导体层上，并且包括相对于第一半导体层具有蚀刻选择性的材料；以及第二半导体层，设置在光吸收层的第二表面上，其中，第一半导体层具有小于500nm的厚度，以被配置为允许在从可见光到swir的
波长范围内的光透射通过。
16.根据一个或多个实施例，提供了一种光检测器件的制造方法。该方法包括：在基板上依次形成抗反射层、第一半导体层、光吸收层、第二半导体层和电极；将电极附着到电路基板；以及通过蚀刻去除基板，其中，第一半导体层形成为小于500nm的厚度，并且抗反射层包括相对于第一半导体层具有蚀刻选择性的材料。
17.根据实施例，光吸收层包括in、ga、al和p中的至少一种以及as，第一半导体层和第二半导体层中的每一个包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。
18.根据实施例，抗反射层包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。
19.根据实施例，第一半导体层的厚度为10nm至300nm。
20.根据实施例，抗反射层具有等于或大于1nm的厚度。
21.根据实施例，基板包括inp基板。
22.根据实施例，基板包括si基板、ge基板或gaas基板。
23.根据一个或多个实施例，提供了一种光检测器件的制造方法。该方法包括：在基板上依次形成抗反射层、第一半导体层、光吸收层和第二半导体层；将第二半导体层接合到支撑基板；以及通过蚀刻去除基板，其中，第一半导体层形成为小于500nm的厚度，并且抗反射层包括相对于第一半导体层具有蚀刻选择性的材料。
24.根据实施例，该方法还包括：通过依次蚀刻抗反射层、第一半导体层、光吸收层和第二半导体层来形成台面结构；以及形成电连接到第一半导体层和第二半导体层的电极。
25.根据实施例，第二半导体层通过晶片接合而接合到支撑基板。
26.根据实施例，基板包括inp基板、si基板、ge基板或gaas基板。
附图说明
27.根据以下结合附图的描述，本公开的一些实施例的上述和其它方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
28.图1是示出了根据实施例的光检测器件的透视图；
29.图2示出了ingaas材料和硅材料的光吸收特性；
30.图3是示出了根据inp层的厚度的透射波长的模拟结果；
31.图4是示出了根据另一实施例的光检测器件的透视图；
32.图5是示出了根据实施例的光检测器件的制造方法的第一图；
33.图6是示出了根据实施例的光检测器件的制造方法的第二图；
34.图7是示出了根据实施例的光检测器件的制造方法的第三图；
35.图8是示出了根据实施例的光检测器件的制造方法的第四图；
36.图9是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第一图；
37.图10是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第二图；
38.图11是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第三图；
39.图12是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第四图；
40.图13是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第一图；
41.图14是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第二图；
42.图15是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第三图；
43.图16是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第四图；
44.图17是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第五图；
45.图18是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第一图；
46.图19是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第二图；
47.图20是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第三图；
48.图21是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第四图；
49.图22是示出了根据另一实施例的光检测器件的制造方法的第五图；以及
50.图23示意性地示出了根据实施例的光检测系统。
具体实施方式
51.现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图类似的附图标记表示类似的元件。在这点上，本实施例可以具有不同形式和各种修改，并且不应被解释为限于本文阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释各个方面。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。称为“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
52.在下文中，将参照附图来描述实施例。在附图中，相似的附图标记指代相似的元件，并且为了清楚地说明，可放大元件的大小。本文所描述的实施例仅用于说明目的，并且可以在其中进行各种修改。
53.在下面的描述中，当一元件被称为在另一元件“之上”或“上”时，其可以直接在该另一元件上，同时与该另一元件接触，或者可以在该另一元件之上而不接触该另一元件。除非另外提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式。还将理解，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”指定存在所描述的特征或元件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征或元件。
54.用定冠词或指示代词提及的元件可以被解释为一个或多个元件，即使它为单数形式。除非按照顺序明确描述或相反描述，否则可以以适当的顺序执行方法的操作，而不限于其所述顺序。
55.在本公开中，诸如“单元”或“模块”之类的术语可以用于表示具有至少一个功能或操作的单元，并且用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。
56.此外，附图中描绘的元件之间的线连接或连接构件通过示例的方式表示功能连接和/或物理或电路连接，并且在实际应用中，它们可以被替换或以各种附加功能连接、物理连接或电路连接来体现。
57.示例或示例性术语仅在本文中用于描述技术构思，并且不应被视为出于限制目的，除非由权利要求限定。
58.图1是示出了根据实施例的光检测器件100的透视图。
59.参照图1，光检测器件100可以包括光吸收层130、第一半导体层121、第二半导体层122和低反射层140(例如，抗反射层)。在此，第一半导体层121/光吸收层130/第二半导体层122可以形成p-i-n结。
60.光吸收层130可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到短波红外
(swir)的波长范围内的光。光吸收层130可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。例如，光吸收层130可以包括gaas、in
x
gaas(0.05≤x≤0.85)、in
x
gaalyas(0.05≤x≤0.85，0.01≤y≤0.75)或in
x
gaaspz(0.05≤x≤0.85，0.05≤z≤0.75)。然而，这仅仅是示例。作为具体示例，光吸收层130可以包括ingaas。
61.光吸收层130可以具有例如至少一个量子势垒和至少一个量子阱交替堆叠的结构。每个量子势垒可以形成为例如大约2nm至50nm的厚度，并且每个量子阱可以形成为例如大约1nm至25nm的厚度，但是本公开不限于此。同时，光吸收层130可以包括量子点(qd)或量子线而不是量子阱。光吸收层130可以通过调节其形状、材料和厚度中的至少一个来调节吸收波长带。
62.图2所示的曲线图示出了ingaas材料和硅材料的光吸收特性。参照图2，硅材料可以吸收大约350nm至1150nm的波长范围内的光，并且ingaas材料可以吸收大约350nm至1750nm的波长范围内的光。因此，使用硅作为光吸收材料的光检测器件可以仅检测可见光，而使用ingaas作为光吸收材料的光检测器件可以检测从可见光到swir的波长范围内的光。
63.第一半导体层121设置在光吸收层130的作为光入射表面的第一表面(图1中的光吸收层130的上表面)上，并且第二半导体层122设置在光吸收层130的与第一表面相对的第二表面(图1中的光吸收层130的下表面)上。第一半导体层121/光吸收层130/第二半导体层122可以形成p-i-n结。第一半导体层121和第二半导体层122可以分别为p型半导体层和n型半导体层。然而，本公开的实施例不必限于此，并且第一半导体层121和第二半导体层122可以分别为n型半导体层和p型半导体层。
64.第一半导体层121和第二半导体层122可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。在此，特定掺杂剂可以包括例如c、si、zn和mg，但不限于此。例如，当第一半导体层121为p型半导体层时，第一半导体层121可以包括inp和诸如zn、mg等的p型掺杂剂。另外，当第二半导体层122为n型半导体层时，第二半导体层122可以包括inp和诸如c、si等的n型掺杂剂。
65.第一半导体层121可以被配置为使在可见光到swir的波长范围内的光透射通过，其中第一半导体层121设置在光吸收层130的作为光入射表面的第一表面上。为此，第一半导体层121可以具有例如小于约500nm的厚度。例如，第一半导体层121可以具有大约10nm至300nm的厚度(例如，10nm至100nm)。
66.图3示出了模拟结果的曲线图，其示出了根据inp层的厚度的透射波长。参照图3，随着inp层的厚度减小，可见光区域中的光的透射率可以逐渐增加。当inp层具有等于或大于500nm的厚度时，可见光区域中的光的透射率较低，因此仅swir区域中的光可以透射。然而，当inp层具有小于500nm的厚度时，inp层可以使在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过。作为更具体的示例，当inp层具有等于或小于约200nm的厚度(例如，等于或小于100nm)时，inp层可以使在大约400nm至大约1750nm的波长范围内的光透射通过。
67.设置在光吸收层130的与第一表面相对的第二表面上的第二半导体层122可以具有例如大约10nm至1000nm的厚度，但是不限于此。
68.低反射层140可以设置在第一半导体层121上。低反射层140可以执行防止入射光反射的功能，机械地、化学地和电地保护厚度较薄的第一半导体层121的功能，减小接触电阻的功能以及在稍后将描述的在光检测器件100的制造工艺期间的蚀刻停止层的功能等。
69.低反射层140可以形成与第一半导体层121的材料的晶格匹配，并且可以包括相对于第一半导体层121的材料具有蚀刻选择性的透明材料。例如，低反射层140可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。作为具体示例，低反射层140可以包括ingaas、inalas、inalasp、alassb、inalas或(inas)
x
(alp)
1-x
(0＜x＜1)。然而，这仅仅是示例。
70.低反射层140还可以包括特定掺杂剂。例如，当第一半导体层121为p型半导体层时，低反射层140还可以包括诸如zn或mg之类的p型掺杂剂。另外，当第一半导体层121为n型半导体层时，低反射层140还可以包括诸如c或si之类的n型掺杂剂。
71.低反射层140可以具有单层结构。备选地，低反射层140可以具有多层结构，在该多层结构中，堆叠有具有不同组成成分或组成比率的多个材料层。低反射层140可以具有在稍后将描述的光检测器件100的制造工艺期间的干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺可容许的厚度。例如，低反射层140可以具有例如等于或大于约1nm的厚度。
72.同时，尽管未在附图中示出，但是第一接触层还可以设置在低反射层140上，并且第二接触层还可以设置在第二半导体层122上。第一接触层和第二接触层可以分别为p型接触层和n型接触层。备选地，第一接触层和第二接触层可以分别为n型接触层和p型接触层。
73.第一接触层和第二接触层中的每一个可以包括特定材料，该特定材料将诸如si、c、zn或mg之类的掺杂剂包括在in、ga、al、as和p中的至少一种中。作为具体示例，第一接触层和第二接触层中的每一个可以具有在in
x
gaas(0.1≤x≤0.3)、in
x
gaalyas(0.05≤x≤0.85，0.01≤y≤1)、in
x
gaaspz(0.05≤x≤0.85，0.05≤z≤1)或inp中包括了特定掺杂剂的材料。
74.第一电极151设置在低反射层140的上表面上。第一电极151可以通过低反射层140电连接到第一半导体层121。另外，第二电极152设置在第二半导体层122的下表面上。第一电极151和第二电极152中的每一个可以包括具有优良导电性的金属材料。当第一半导体层121和第二半导体层122分别为p型层和n型层时，第一电极151和第二电极152可以分别为p型电极和n型电极。
75.光检测器件100可以接合到包括读出电路的电路板110。在此，光检测器件100的第二电极152可以接合到电路板110的导电层115。
76.在根据本实施例的光检测器件100中，设置在光吸收层130的第一表面(即，光入射表面)上的第一半导体层121被设置为具有小于500nm的厚度，从而使在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过，因此，可以实现具有宽带特性的光检测器件100。另外，设置在第一半导体层121上的低反射层140可以防止入射光的反射，机械地、化学地和电地保护厚度较薄的第一半导体层121，并执行在光检测器件100的制造工艺期间的蚀刻停止层的功能等。
77.图4是示出了根据另一实施例的光检测器件200的透视图。在下文中，将主要描述与上述实施例的不同之处。
78.参照图4，光检测器件200可以包括光吸收层230、第一半导体层221、第二半导体层222和低反射层240(例如，抗反射层)。光吸收层230可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到swir的波长范围内的光。光吸收层230可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。
79.第一半导体层221设置在光吸收层230的作为光入射表面的第一表面(图4中的光
吸收层230的上表面)上，并且第二半导体层222设置在光吸收层230的与第一表面相对的第二表面(图1中的光吸收层230的下表面)上。第一半导体层221和第二半导体层222可以分别为p型半导体层和n型半导体层，但不限于此。
80.第一半导体层221和第二半导体层222可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。在此，特定掺杂剂可以包括例如c、si、zn和mg，但不限于此。
81.第一半导体层221可以被配置为使在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过，其中第一半导体层121设置在光吸收层230的作为光入射表面的第一表面上。为此，第一半导体层221可以具有例如小于约500nm的厚度。例如，第一半导体层221可以具有大约10nm至300nm的厚度(例如，10nm至100nm)。设置在光吸收层230的与第一表面相对的第二表面上的第二半导体层222可以具有例如大约10nm至1000nm的厚度，但是不限于此。
82.低反射层240可以设置在第一半导体层221上。低反射层240可以形成与第一半导体层221的材料的晶格匹配，并且可以包括相对于第一半导体层221的材料具有蚀刻选择性的透明材料。例如，低反射层240可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。低反射层240还可以包括特定掺杂剂。
83.低反射层240可以具有单层结构。备选地，低反射层240可以具有多层结构，在该多层结构中，堆叠有具有不同组成成分或组成比率的多个材料层。例如，低反射层240可以具有等于或大于大约1nm的厚度。
84.可以通过粘合层211将光检测器件200接合到支撑基板210。光检测器件200可以被配置为在支撑基板210上具有台面结构。第一电极251设置在低反射层240的上表面上。另外，电连接到第二半导体层222的第二电极252设置在支撑基板210上。
85.根据上述实施例的光检测器件100和/或光检测器件200可以被设置为多个，并且多个光检测器件100和/或光检测器件200被一维或二维地布置，以构成光检测器件阵列。
86.在下文中，将描述光检测器件的制造方法。
87.图5至图8是示出了根据实施例的光检测器件300的制造方法的图。
88.参照图5，制备inp基板370。在此，例如，inp晶片可以用作inp基板370。另外，通过外延生长在inp基板370上依次形成低反射层340、第一半导体层321、光吸收层330和第二半导体层322。在此，可以通过例如金属有机化学气相沉积(mocvd)来执行低反射层340、第一半导体层321、光吸收层330和第二半导体层322的外延生长。
89.具体地，低反射层340沉积在inp基板370的上表面上。如上所述，低反射层340可以执行防止入射光反射的功能，机械地、化学地和电地保护厚度较薄的第一半导体层321的功能，减小接触电阻的功能以及在稍后将描述的inp基板370的蚀刻工艺期间的蚀刻停止层的功能等。
90.低反射层340可以形成与第一半导体层321的材料的晶格匹配，并且可以包括相对于第一半导体层321的材料具有蚀刻选择性的透明材料。例如，低反射层340可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。作为具体示例，低反射层340可以包括ingaas、inalas、inalasp、alassb、inalas或(inas)
x
(alp)
1-x
(0＜x＜1)。然而，这仅仅是示例。
91.低反射层340还可以包括特定掺杂剂。在此，掺杂剂可以包括诸如zn或mg之类的p型掺杂剂，或诸如诸如c或si之类的n型掺杂剂。
92.低反射层340可以形成为单层结构或者可以形成为堆叠有不同材料的多层结构。低反射层340可以具有在稍后将描述的inp基板370的蚀刻工艺期间的干蚀刻或湿蚀刻可容许的厚度。例如，低反射层340可以具有例如等于或大于约1nm的厚度。然而，这仅仅是示例。
93.接下来，p-i-n结结构形成在低反射层340的上表面上。具体地，第一半导体层321沉积在低反射层340的上表面上。第一半导体层321可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，当第一半导体层321为p型半导体层时，第一半导体层321可以包括inp和p型掺杂剂。另外，当第一半导体层321为n型半导体层时，第一半导体层321可以包括inp和n型掺杂剂。
94.第一半导体层321可以具有较薄厚度，以使在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过。第一半导体层321可以具有例如小于约500nm的厚度。例如，第一半导体层321可以具有大约10nm至300nm的厚度(例如，10nm至100nm)。
95.光吸收层330沉积在第一半导体层321的上表面上。光吸收层330可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到swir的波长范围内的光。光吸收层330可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。例如，光吸收层330可以包括gaas、in
x
gaas(0.05≤x≤0.85)、in
x
gaalyas(0.05≤x≤0.85，0.01≤y≤0.75)或in
x
gaaspz(0.05≤x≤0.85，0.05≤z≤0.75)。然而，这仅仅是示例。作为具体示例，光吸收层330可以包括ingaas。光吸收层330可以具有例如至少一个量子势垒和至少一个量子阱交替堆叠的结构。同时，光吸收层330可以包括量子点(qd)或量子线而不是量子阱。
96.第二半导体层322沉积在光吸收层330的上表面上。当第一半导体层321为p型半导体层时，第二半导体层322可以为n型半导体层。备选地，当第一半导体层321为n型半导体层时，第二半导体层322可以为p型半导体层。
97.第二半导体层322可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，当第二半导体层322为n型半导体层时，第二半导体层322可以包括inp和n型掺杂剂。另外，当第二半导体层322为p型半导体层时，第二半导体层322可以包括inp和p型掺杂剂。
98.第二电极352形成在第二半导体层322的上表面上。当第二半导体层322为n型半导体层时，第二电极352可以为n型电极。备选地，当第二半导体层322为p型半导体层时，第二电极352可以为p型电极。
99.参照图6，图5所示的结构被翻转并接合到电路基板310。在此，形成在第二半导体层322上的第二电极352可以接合到形成在电路基板310上的导电层315。在此，当将inp晶片用作inp基板370时，电路基板310可以具有与inp晶片相对应的尺寸。
100.参照图7，在图6所示的状态下，通过蚀刻工艺去除inp基板370。在此，inp基板370的去除可以通过湿蚀刻或干蚀刻来执行。如上所述，因为低反射层340包括相对于inp具有蚀刻选择性的材料，所以可以通过蚀刻工艺仅去除inp基板370，而低反射层340可以保留在第一半导体层321上。
101.参照图8，通过在低反射层340的上表面上形成第一电极351来制造光检测器件300。当第一半导体层321为p型半导体层时，第一电极351可以为p型电极，并且当第一半导体层321为n型半导体层时，第一电极351可以为n型电极。第一电极351可以设置在低反射层340的边缘上，使得外部光可以有效地入射在低反射层340上，但是不必限于此。
102.在根据现有技术的inp/ingaas/inp结构的光检测器件中，通过使用机械方法来减小inp层的厚度是受限的。然而，在本实施例中，在光吸收层330上沉积的第一半导体层321的厚度较薄，在第一半导体层321上沉积相对于第一半导体层321透明并具有蚀刻选择性的低反射层340，然后，通过蚀刻去除inp基板370，从而制造能够检测从可见光到swir的波长范围内的光的光检测器件300。
103.图9至图12是示出了根据另一实施例的光检测器件400的制造方法的图。在下文中，将主要描述与上述实施例的不同之处。
104.参照图9，制备si基板470。在此，例如可以将si晶片用作si基板470。另外，通过外延生长在硅基板470上依次形成第一材料层480、第二材料层490和缓冲层460。
105.可以通过在si基板470的上表面上沉积例如ge、gap和alp中的至少一种来形成第一材料层480，并且可以通过在第一材料层480的上表面上沉积例如gaas和alas中的至少一种来形成第二材料层490。另外，可以通过在第二材料层490的上表面上沉积例如inp来形成缓冲层460。
106.上面描述了使用si基板470。然而，可以使用ge基板或gaas基板代替si基板470。当使用ge基板(未示出)时，可以在ge基板的上表面上形成包括例如gaas和alas中的至少一种的材料层，并且可以在其上形成包括inp的缓冲层。另外，当使用gaas基板(未示出)时，可以在gaas基板的上表面上形成包括inp的缓冲层。同时，可以使用各种材料的基板，例如，玻璃基板或蓝宝石基板。
107.具体地，低反射层440沉积在缓冲层460的上表面上。低反射层440可以形成与第一半导体层421的材料的品格匹配，并且可以包括相对于第一半导体层421的材料具有蚀刻选择性的透明材料。例如，低反射层440可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。低反射层440还可以包括特定掺杂剂。低反射层440可以形成为单层结构或者可以形成为堆叠有不同材料的多层结构。例如，低反射层440可以具有例如等于或大于约1nm的厚度。
108.接下来，p-i-n结结构形成在低反射层440的上表面上。具体地，第一半导体层421沉积在低反射层440的上表面上。在此，第一半导体层421可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，第一半导体层421可以包括inp和p型掺杂剂。
109.第一半导体层421可以形成为具有小于约500nm的厚度(例如，大约10nm至300nm，如10nm至100nm)，以使在可见光到swir的波长范围内的光透射通过。
110.光吸收层430沉积在第一半导体层421的上表面上。光吸收层430可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到swir的波长范围内的光。光吸收层430可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。
111.第二半导体层422沉积在光吸收层430的上表面上。第二半导体层422可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，第二半导体层422可以包括inp和n型掺杂剂。第二电极452形成在第二半导体层422的上表面上。
112.参照图10，图9所示的结构被翻转并接合到电路基板410。在此，形成在第二半导体层422上的第二电极452可以接合到形成在电路基板410上的导电层415。在此，当将si晶片用作硅基板470时，电路基板410可以具有与si晶片相对应的尺寸。在这种情况下，可以通过晶片接合来接合图9所示的结构和电路基板410。
113.参照图11，通过蚀刻工艺去除了si基板470、第一材料层480、第二材料层490和缓冲层460。如上所述，因为低反射层440包括相对于inp具有蚀刻选择性的材料，所以仅去除了si基板470、第一材料层480、第二材料层490和缓冲层460，而低反射层440可以保留在第一半导体层421上。
114.参照图12，通过在低反射层440的上表面上形成第一电极451来制造光检测器件400。在此，第一电极451可以设置在低反射层440的边缘上，使得外部光可以有效地入射在低反射层440上。
115.在本实施例中，可以通过使用与inp晶片相比相对便宜并且可以具有与电路板相同尺寸的si晶片，来以相对较低的成本批量生产光检测器件400。
116.图13至图17是示出了根据另一实施例的光检测器件500的制造方法的图。在下文中，将主要描述与上述实施例的不同之处。
117.参照图13，制备inp基板570。在此，例如可以将inp晶片用作inp基板570。低反射层540沉积在inp基板570的上表面上。低反射层540可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。低反射层540还可以包括特定掺杂剂。低反射层540可以形成为单层结构或者可以形成为堆叠有不同材料的多层结构。低反射层540可以具有稍后将描述的蚀刻工艺可容许的厚度。例如，低反射层540可以具有例如等于或大于约1nm的厚度。
118.接下来，第一半导体层521沉积在低反射层540的上表面上。第一半导体层521可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。第一半导体层521可以具有较薄厚度，以使在从可见光到swir的波长范围内的光透射通过。第一半导体层521可以具有例如小于约500nm的厚度。例如，第一半导体层521可以具有大约10nm至300nm的厚度(例如，10nm至100nm)。
119.光吸收层530沉积在第一半导体层521的上表面上。光吸收层530可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到swir的波长范围内的光。光吸收层530可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。第二半导体层522沉积在光吸收层530的上表面上。第二半导体层522可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。
120.参照图14，图13所示的结构被翻转并接合到支撑基板510。在此，第二半导体层522可以通过粘合层511接合到支撑基板510。各种材料的基板可以用作支撑基板510。
121.参照图15，通过蚀刻工艺去除inp基板570。在此，inp基板570的去除可以通过湿蚀刻或干蚀刻来执行。因为低反射层540包括相对于inp具有蚀刻选择性的材料，所以可以通过蚀刻工艺仅去除inp基板570，而低反射层540可以保留在第一半导体层521上。
122.参照图16，依次蚀刻低反射层540、第一半导体层521、光吸收层530和第二半导体层522以形成台面结构。在该工艺中，设置在支撑基板510上的粘合层511的一部分可以被暴露。
123.参照图17，在低反射层540的上表面上形成电连接到第一半导体层521的第一电极551，并且在设置在支撑基板510上的粘合层上形成电连接到第二半导体层522的第二电极552，从而可以制造光检测器件500。
124.图18至图22是示出了根据另一实施例的光检测器件600的制造方法的图。
125.参照图18，制备si基板670。在此，例如可以将si晶片用作si基板670。另外，通过外
延生长在硅基板670上依次形成第一材料层680、第二材料层690和缓冲层660。
126.可以通过在si基板670的上表面上沉积例如ge、gap和alp中的至少一种来形成第一材料层680，并且可以通过在第一材料层680的上表面上沉积例如gaas和alas中的至少一种来形成第二材料层690。另外，可以通过在第二材料层690的上表面上沉积例如inp来形成缓冲层660。
127.上面描述了使用si基板670。然而，可以使用ge基板或gaas基板代替si基板670。当使用ge基板(未示出)时，可以在ge基板的上表面上形成包括例如gaas和alas中的至少一种的材料层，并且可以在其上形成包括inp的缓冲层。另外，当使用gaas基板(未示出)时，可以在gaas基板的上表面上形成包括inp的缓冲层。同时，可以使用各种材料的基板，例如，玻璃基板或蓝宝石基板。
128.具体地，低反射层640沉积在缓冲层660的上表面上。低反射层440可以包括例如in、ga、al和p中的至少一种以及as。低反射层640还可以包括特定掺杂剂。低反射层640可以形成为单层结构或者可以形成为堆叠有不同材料的多层结构。例如，低反射层640可以具有例如等于或大于约1nm的厚度。
129.接下来，第一半导体层621沉积在低反射层640的上表面上。在此，第一半导体层621可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，第一半导体层621可以包括inp和p型掺杂剂。第一半导体层621可以形成为具有小于约500nm的厚度(例如，大约10nm至300nm，如10nm至100nm)，以使在可见光到swir的波长范围内的光透射通过。
130.光吸收层630沉积在第一半导体层621的上表面上。光吸收层630可以包括半导体化合物，该半导体化合物吸收从可见光到swir的波长范围内的光。光吸收层630可以包括in、ga、al和p中的至少一种以及as。第二半导体层622沉积在光吸收层630的上表面上。第二半导体层622可以包括特定材料和特定掺杂剂，该特定材料包括in、ga、al和as中的至少一种以及p。例如，第二半导体层622可以包括inp和n型掺杂剂。
131.参照图19，图18所示的结构被翻转并接合到支撑基板610。在此，第二半导体层622可以通过粘合层611接合到支撑基板610。当将si晶片用作si基板670时，支撑基板610可以具有与si晶片相对应的尺寸。在这种情况下，可以通过晶片接合将第二半导体层622接合到支撑基板610。
132.参照图20，通过蚀刻工艺去除si基板670、第一材料层680、第二材料层690和缓冲层660。因此，低反射层640可以保留在第一半导体层621上。参照图21，依次蚀刻低反射层640、第一半导体层621、光吸收层630和第二半导体层622以形成台面结构。在该工艺中，设置在支撑基板610上的粘合层611的一部分可以被暴露。
133.参照图22，在低反射层640的上表面上形成电连接到第一半导体层621的第一电极651，并且在设置在支撑基板610上的粘合层611上形成电连接到第二半导体层622的第二电极652，从而可以制造光检测器件600。
134.图23示意性地示出了根据实施例的光检测系统1000。
135.参照图23，光检测系统1000包括：光源1100，其发射光l1并将光辐射到物体obj上；至少一个光检测器件1200，其检测从物体obj反射的光l2；以及控制器1300，其控制光源1100和至少一个光检测器件1200的驱动。
136.光源1100可以是例如激光二极管、发光二极管或卤素灯，但不限于此。从光源1100发射的光l1被辐射到物体obj上，并且可以从物体obj反射特定波长带的光l2。
137.至少一个光检测器件1200中的每一个可以吸收并检测从物体obj反射的特定波长带中的光l2，例如，从可见光到swir的波长带中的光l2。在此，至少一个光检测器件1200中的每一个可以是上述图1所示的光检测器件100和图4所示的光检测器件200中的一个。如上所述的光检测系统1000可以应用于诸如相机、移动电话、膝上型计算机、车辆等的各种设备。
138.根据上述实施例，因为设置在光吸收层的光入射表面上的第一半导体层被设置有小于500nm的厚度，所以可以透射从可见光到swir的波长范围内的光，因此，可以实现具有宽带特性的光检测器件。另外，设置在第一半导体层上的低反射层1可以防止入射光的反射，可以机械地、化学地和电地保护厚度较薄的第一半导体层，并且可以在光检测器件的制造工艺期间执行蚀刻停止层的功能。
139.根据另一实施例，在光吸收层上沉积的第一半导体层的厚度较薄，然后在第一半导体层上沉积相对于第一半导体层具有蚀刻选择性的透明低反射层，从而可以制造能够检测从可见光到swir的波长区域中的光的光检测器件。另外，通过使用si晶片来形成光检测结构，因此可以以相对较低的成本批量生产光检测器件。
140.应当理解的是，应仅以描述性意义而不是限制性目的来考虑本文中描述的实施例。对每个实施例中的特征或方面的描述通常应被看作可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。尽管已参照附图描述了一个或多个实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。