115接觸的GeS或GeS2。在這些選項(xiàng)中，利用GeOxNy可獲得尤其有利的結(jié)果。在 其它實(shí)施例中，對于基于Ge的鈍化材料，并且更一般地對于任何鈍化材料組成，可能存在 多層或混合材料。例如，在混合的基于Ge的鈍化材料中，基于Ge的材料與器件層形成界面， 且不基于Ge的第二材料（例如基于Si的電介質(zhì)）在與器件層相反的一側(cè)與基于Ge的材 料形成界面。這樣的混合鈍化層結(jié)構(gòu)可用于在后續(xù)處理期間提高基礎(chǔ)界面材料（例如基于 Ge的電介質(zhì)）的穩(wěn)定性，并且可進(jìn)一步用于回填正式被電介質(zhì)112占據(jù)的區(qū)域的z厚度。 可選地，可利用后端電介質(zhì)進(jìn)一步堆積單層或多層鈍化。在圖1B中示出這種情形，其中ILD 145設(shè)置在鈍化121與襯底層110之間以完全填充被電介質(zhì)112正式占據(jù)的區(qū)域，ILD 145 可以是任何常規(guī)的或低k的電介質(zhì)（例如碳摻雜的二氧化硅）。
[0040] 在其它實(shí)施例中，第二鈍化材料設(shè)置在器件層與電極之間。例如，如圖1C中進(jìn)一 步示出，第二鈍化材料122設(shè)置在器件層115與電極131之間。第二鈍化材料122可進(jìn)一 步減小與形成在電極131的金屬與器件層115的半導(dǎo)體之間的肖特基結(jié)相關(guān)聯(lián)的暗電流。 第二鈍化材料122可以是以上針對鈍化材料121描述的組成中的任一種，其中基于Ge的材 料是有利的，并且在那些組成中，硫?qū)僭诖四芰ι蠞撛诘赜绕溆杏谩Ｔ谑纠詫?shí)施例中，第 二鈍化材料122具有與鈍化材料121相同的組成。第二鈍化材料122的z厚度可以與鈍化 材料121的z厚度不同，即便它們?yōu)榱吮３值徒佑|電阻而具有相同組成。例如，第二鈍化材 料122可以比鈍化材料121薄，其示例性厚度小于5nm，有利地小于2nm。
[0041 ] 在另一示例性實(shí)施例中，如圖2A-2C中所描繪，低電壓光電檢測器具有p-i-η光電 二極管架構(gòu)，包括Ρ型和η型雜質(zhì)摻雜的區(qū)域。如圖2Α和2Β中所示，互補(bǔ)雜質(zhì)摻雜區(qū)域 235和236設(shè)置在圖案化器件層115的縱向長度上。光電二極管結(jié)構(gòu)201被調(diào)整用于邊緣 照明，其中器件層115是之前在光電二極管結(jié)構(gòu)101的情境下描述的那些器件層中的任一 個(gè)（例如Ge)。器件層115和襯底層110的圖案化也如之前所描述那樣。然而，對于p-i-n 實(shí)施例，金屬電極23U232的多個(gè)對形成一連串的接觸，以在相鄰的互補(bǔ)雜質(zhì)摻雜的區(qū)域 (ρ型）235與（η型）236之間提供（反向）偏置。金屬電極231也是電耦合至多個(gè)第一雜 質(zhì)區(qū)域235的多個(gè)第一電極中的一個(gè)，所有這些第一雜質(zhì)區(qū)域235通過布線金屬141耦合 在一起，以承受第一電勢。類似地，電極232是電耦合至多個(gè)第二雜質(zhì)區(qū)域236的多個(gè)第二 電極中的一個(gè)，多個(gè)第二雜質(zhì)區(qū)域236與多個(gè)第一雜質(zhì)區(qū)域235相間錯(cuò)雜，以獲得相鄰雜質(zhì) 區(qū)域之間的間距S'，在示例性實(shí)施例中，該間距S'在所有電極上基本恒定。因此，所采用的 金屬可具有不同的功函數(shù)，并且不需要在橫向?qū)挾萕的大部分上方延伸。在多個(gè)實(shí)施例中， 雜質(zhì)摻雜區(qū)域在針對光電二極管結(jié)構(gòu)101的情境下的電極對描述的至少相同寬度W上方延 伸，以類似地在寬度W的至少大部分上提供高度均勻的場。
[0042] 在相鄰的互補(bǔ)摻雜區(qū)域之間的間距S'之內(nèi)的半導(dǎo)體是相對更輕度摻雜的（例如 本征雜質(zhì)水平），并且也共有以上在光電二極管結(jié)構(gòu)101的情境下描述的電極間距S的其它 功能特性中的一個(gè)或超過一個(gè)特性。例如，在P-i-n光電二極管結(jié)構(gòu)201中，間距S'充分 小以確保場強(qiáng)在工作電壓下（例如小于2. 5V且有利地小于2. 0V)超過間距S'的至少大部 分（有利地間距S'的75%、更有利地間距S'的至少90%)上的碰撞電離臨界場。對于這 些實(shí)施例，可使倍增區(qū)域270在縱向（y)維度中朝著死區(qū)的尺寸變窄，直到在工作偏置下過 度噪聲水平可忍受并且增益保持（例如超過1)為止，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的增益一帶寬積。照此， 雖然在寬度W上提供了高均勻電場，其在間距S'的90%或更多（例如100% )上超過臨 界場強(qiáng)，但該間距足夠小以使倍增區(qū)域270足夠薄，使得所得的增益不超過10。
[0043] 如圖2B中進(jìn)一步示出，器件層115的z厚度上的電場強(qiáng)度可比MSM光電二極管結(jié) 構(gòu)101中出現(xiàn)的電場強(qiáng)度更均勻。因此，器件層115可比MSM實(shí)施例相對更厚（例如多達(dá) 1 μπι甚至超過1 μπι)，從而潛在地提供更高的響應(yīng)性。雜質(zhì)摻雜區(qū)域235、236 -般不延伸 穿過器件層ζ厚度，而是限制于一表面深度，該表面深度有利地小于器件層ζ厚度的一半， 更有利地小于器件層Z厚度的25%，以使雜質(zhì)相關(guān)的損失最小。
[0044] 繼續(xù)與兩個(gè)示例性低電壓光電檢測器結(jié)構(gòu)101和201相關(guān)的制造特征的描述，圖 3和4是示出根據(jù)實(shí)施例的制造MSM或p-i-n光電檢測器的方法的流程圖。圖5A、5B、5C、 ro、5E、5F和5G是根據(jù)實(shí)施例的在制造MSM檢測器時(shí)在某些操作之后沿著圖1A中示出的 b_b'線的橫截面圖。圖5A-5G中的附圖標(biāo)記是從圖1A-1C中保留而來，其中所引用對象的 屬性保持相同。
[0045] 首先參考圖3,方法301開始于在操作310接收具有上覆的第一電介質(zhì)材料層的襯 底。然后在操作320在該電介質(zhì)層上方形成半導(dǎo)體器件層。圖5A示出一個(gè)示例性實(shí)施例， 其中通過化學(xué)氣相沉積（CVD)和/或適用于特定半導(dǎo)體（例如Ge)的另一常規(guī)沉積技術(shù)將 半導(dǎo)體層515沉積到電介質(zhì)層112上。在一個(gè)實(shí)施例中，所沉積的半導(dǎo)體層515處于粒狀 或基本非晶狀態(tài)。替代地，可采用轉(zhuǎn)移層工藝將半導(dǎo)體器件層接合至電介質(zhì)層112。對于此 類實(shí)施例，該半導(dǎo)體器件層在接合時(shí)可以是基本單晶的。
[0046] 然后方法301繼續(xù)至操作330,在操作330中將半導(dǎo)體層圖案化，利用本領(lǐng)域常規(guī) 的用于特定材料組成的光刻和半導(dǎo)體蝕刻工藝將其圖案化成例如具有期望橫向?qū)挾鹊墓?波導(dǎo)等等。參考圖5A，在操作330期間，可類似地將電介質(zhì)層112和襯底層110圖案化以提 供待傳播的電磁模式的期望的光耦合/引導(dǎo)。在操作340,去除第一電介質(zhì)材料的部分以底 切該器件層。然后在操作345將暴露的半導(dǎo)體表面鈍化，且然后在操作350將至少第一和 第二電極電耦合至器件層。
[0047] 在操作340之前，如圖4和圖5B和5C所例示，通過RMG工藝進(jìn)一步處理具有高粒 度和/或非晶半導(dǎo)體器件層（例如圖5A中的半導(dǎo)體層515)的實(shí)施例。參考圖4,方法401 開始于在操作410接收來自例如操作330(圖3)的具有圖案化半導(dǎo)體器件層的襯底。在操 作420,在器件層的暴露表面上方形成覆蓋層。如圖5B中所示，例如，在器件層515的所有 暴露波導(dǎo)表面上方沉積覆蓋層516。返回圖4,在操作430使該半導(dǎo)體器件層熔融并重新 結(jié)晶。一般地，迅速地執(zhí)行這樣的熔融，例如按照秒量級，并且可采用任何常規(guī)的快速熱工 藝。在熔融之后，再結(jié)晶從襯底層110的籽晶表面進(jìn)行并延伸穿過圖案化半導(dǎo)體層515,從 而導(dǎo)致顯著的長程有序性改善，并且有利地將圖案化半導(dǎo)體層515轉(zhuǎn)化成晶體圖案化器件 層115,如圖5C中所示。
[0048] 繼續(xù)圖4,在RMG操作430之后，在操作440形成鈍化開口掩模。使用任何常規(guī)的 光刻技術(shù)，圖案化窗口以限定要去除器件層115上的電介質(zhì)以暴露半導(dǎo)體表面的位置。從 操作440開始，方法401也適用于不采用RMB的實(shí)施例。例如，在采用轉(zhuǎn)移層工藝的實(shí)施例 中，通過至少在光電二極管結(jié)構(gòu)的高場區(qū)域內(nèi)參與壓縮/熱接合的電介質(zhì)的替換來有利地 減少暗電流。在操作450,將設(shè)置在器件層與襯底層之間的覆蓋材料（若存在）和電介質(zhì)材 料蝕刻掉，從而有利地底切在操作440形成的窗口開口之內(nèi)的波導(dǎo)的整個(gè)寬度。保留在窗 口外部的電介質(zhì)層112的區(qū)域可錨定底切器件層。例如，如圖f5D中所示，在操作450期間 形成空隙545,并且在該中央?yún)^(qū)域之內(nèi)暴露器件層115的所有表面。在某些實(shí)施例中，也可 在操作450執(zhí)行器件層的蝕刻（例如濕化學(xué)蝕刻），例如以去除半導(dǎo)體表面的3-10nm。
[0049] 方法401然后繼續(xù)至操作460,在操作460,使器件層的暴露表面起反應(yīng)（例如氧 化、氮化等等）以形成鈍化層，和/或在器件層的暴露表面上方沉積鈍化層。半導(dǎo)體表面的 反應(yīng)和/或在該表面上的沉積有利地是高度共形的，其采用諸如但不限于熱氧化、CVD或原 子層沉積（ALD)之類的技術(shù)以確保底切區(qū)域內(nèi)的覆蓋。也可利用某些濕化學(xué)試劑，例如用 于在器件層上形成硫配體。圖5E描繪了操作460之后的結(jié)構(gòu)的示例，其中在鈍化材料121 的形成之后，空隙545保留，該空隙取決于鈍化材料厚度。
[0050] 繼續(xù)圖4,在操作470,隨后使用任何常規(guī)技術(shù)來沉積層間電介質(zhì)（ILD)，以形成任 何常規(guī)材料，諸如但不限于低k電介質(zhì)（例如碳摻雜的二氧化硅等等）。如圖5F中所示，然 后由ILD 145填充空隙545,以確保器件層115與襯底110之間的良好光耦合。同樣，在操 作470,使用本領(lǐng)域已知的適用于特定ILD的任何常規(guī)光刻和蝕刻技術(shù)在ILD中形成電極接 觸開口。利用一間距來有利地限定接觸開口，該間距不一定是光刻工藝能力的最小值的間 距（通常為了更大器件密度而作出此舉）。替代地，接觸間距是為了設(shè)置需要的電極間距， 以確保倍增區(qū)域的正確的場強(qiáng)和厚度。為此，可偏置能夠?qū)崿F(xiàn)最小間距的光刻工藝，以在源 自間距能力的任何標(biāo)稱電極尺度下實(shí)現(xiàn)所需間距。然后在操作490利用MSM光電二極管結(jié) 構(gòu)101來填充這些開口，以完成方法401。作為方法401中的另一選項(xiàng)，可在接觸金屬沉積 操作490之前執(zhí)行操作480。在操作480,可使接觸開口 531、532內(nèi)暴露的半導(dǎo)體起反應(yīng)和 /或執(zhí)行沉積，以形成具有與鈍化材料121相同或不同組成的薄的（例如3-10nm)第二鈍化 材料（例如GeS或GeS2等等），以與接觸金屬化一起實(shí)現(xiàn)所需的肖特基特性。
[0051] 注意到光電二極管結(jié)構(gòu)101 (圖1A)與201 (圖2A)之間的相似性，在MSM光電二 極管結(jié)構(gòu)101的情境下示出和描述的方法30U401中的操作一般可等同適用于p-i-n光電 二極管結(jié)構(gòu)201，其中需要附加地形成雜質(zhì)摻雜的區(qū)域。對于RMG實(shí)施例，可一般地使用任 何本領(lǐng)域常規(guī)的摻雜技術(shù)利用限定臨界間距S'的摻雜劑掩碼在RMG工藝之前或之后形成 這樣的摻雜區(qū)域。
[0052] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)600,其中移動(dòng)計(jì)算平臺605和/或數(shù)據(jù)服務(wù) 器機(jī)器606采用低電壓光電二極管。服務(wù)器機(jī)器606可以是任何商用服務(wù)器，例如包括設(shè) 置在機(jī)架內(nèi)并聯(lián)網(wǎng)在一起用于電子數(shù)據(jù)處理的任何數(shù)量的高性能計(jì)算平臺，在示例性實(shí)施 例中，該服務(wù)器機(jī)器包