STRUCTURE FOR AND METHOD OF FABRICATING A HIGH-SPEED CMOS-COMPATIBLE Ge-ON-INSULATOR PHOTODETECTOR

The invention addresses the problem of creating a high-speed, high-efficiency photodetector that is compatible with Si CMOS technology. The structure consists of a Ge absorbing layer on a thin SOI substrate, and utilizes isolation regions, alternating n-­and p-type contacts, and low-resistance surface electrodes. The device achieves high bandwidth by utilizing a buried insulating layer to isolate carriers generated in the underlying substrate, high quantum efficiency over a broad spectrum by utilizing a Ge absorbing layer, low voltage operation by utilizing thin a absorbing layer and narrow electrode spacings, and compatibility with CMOS devices by virtue of its planar structure and use of a group IV absorbing material. The method for fabricating the photodetector uses direct growth of Ge on thin SOI or an epitaxial oxide, and subsequent thermal annealing to achieve a high-quality absorbing layer. This method limits the amount of Si available for interdiffusion, thereby allowing the Ge layer to be annealed without causing substantial dilution of the Ge layer by the underlying Si. Le but de l'invention est de produire un photodétecteur rapide haute efficacité, compatible avec la technologie CMOS sur Si. L'invention a trait à une structure qui est composée d'une couche absorbante de Ge sur un substrat mince de silicium sur isolant, et qui fait appel à des zones isolantes, à une alternance de contacts de type n et de type p, et à des électrodes de surface à faible résistance. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir : une large bande passante, grâce à une couche isolante enterrée permettant d'isoler les porteurs de charge générés dans le substrat sous-jacent ; un rendement quantique élevé sur un large spectre, grâce à une couche absorbante de Ge ; un fonctionnement à faible tension, grâce à une fine couche absorbante et à des espaces entre électrodes réduits ; et une compatibilité avec les dispositifs CMOS, grâce à sa structure plane et à son recours à une matière absorbante du groupe IV. Le procédé de production du photodétecteur selon l'invention consiste à faire croître Ge directement sur une couche mince de silicium sur isolant ou un oxyde épitaxial, et à procéder ensuite à un recuit thermique pour obtenir une couche absorbante de haute qualité. Le procédé selon l'invention limite la quantité de Si disponible pour l'interdiffusion, ce qui permet à la couche de Ge d'être recuite sans subir de dilution substantielle sous l'effet du Si sous-jacent.