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기 술 명
저온 성장 화합물 반도체를 이용한 HEMT구조 MSM광검출기 제조방법
연 구 자
송종인(정보통신공학부)
등록번호
10-0436019-00-00
출원번호
10-2001-0084876
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

본 발명은 초고속 광통신용 수신기 또는 마이크로웨이브/밀리미터웨이브-광통신용 광전 변환기에 널리 응용될 수 있는 저온성장 화합물반도체를 이용한 HEMT 구조의 MSM 광검출기 제조방법에 관한 것이다. 일반적으로 금속-반도체-금속형 광검출기의 광신호 응답 특성은 빛에 의해 생성된 같은 수의 전자 및 정공에 의한 전류로 이루어져 있다. 이들 중 정공에 의한 전류는 낮은 정공 이동도(또는 속도)때문에 광검출기의 속도 특성의 제한 요인으로 작용하고 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위한 한 가지 방안은 빛에 의해 발생된 정공에 의한 전류의 크기를 감소시켜서 광검출기의 임펄스 응답 전류의 폭을 감소시키는 것이다. 본 발명에서는 변형된 HEMT 구조가 형성하는 에너지 밴드 구조와 낮은 온도에서 성장된 화합물반도체층을 활용하여 금속-반도체-금속형 광검출기의 광흡수층에서 발생되는 정공이 금속 전극에 도달할 수 있는 확율을 크게 감소시켜서 정공에 의한 광전류의 크기를 축소시킴으로써 광검출기의 속도 특성을 향상시킨다.

발명효과

본 발명에 의한 금속-반도체-금속형 광검출기는 기본적으로 증가형(enhancement) 모드 HEMT의 장벽층 구조를 활용하였으며, 채널층의 아래 부분 일부(도 4a,5a의 제 3결정층)를 p형으로 도핑함으로써 광검출기의 속도 특성을 향상시킬 수 있도록 변형되었고, 정공을 가두고 재결합시킴으로써 정공에 의한 광전류를 감소시킬 수 있는 저온성장 화합물반도체층이 삽입되었다. HEMT 구조에서 채널층의 일부를 p형으로 변형하고 저온성장 화합물반도체층이 삽입된 본 발명의 광검출기 구조는 전체 광전류중 전자에 의한 광전류를 증가시키고 정공에 의한 광전류를 억제하는 효과가 있어서, 도 6에 나타나 있는 바와 같이 광검출기의 임펄스 응답의 폭을 짧게 만들고, 결과적으로 광신호 응답 주파수 대역폭을 확장시키는 역할을 하며, 기존 기술의 금속-반도체-금속형 광검출기의 속도 특성이 광흡수층내 정공의 전달시간에 의해 제한되는 단점을 극복할 수 있게 해준다. 본 발명의 구조를 활용한 금속-반도체-금속형 광검출기는 기존 기술의 금속-반도체-금속형 광검출기에 비하여 넓은 주파수 대역폭 특성을 갖기 때문에 보다 높 은 속도의 광신호 처리를 요구하는 초고속 광통신용 수신기 또는 마이크로웨이브/밀리미터웨이브-광통신용 광전 변환기에 널리 응용될 수 있다.

대표청구항

GaAs계 델타 도핑된 HEMT 구조를 이용한 금속-반도체-금속(MSM)형 광검출기의 제조방법에 있어서, GaAs 반절연기판 위에 성장되는 도핑되어 있지 않은 Al x Ga 1-x As(0 < x < 0.4) 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 Al x Ga 1-x As 버퍼층 위에 저온 성장되는 도핑되어 있지 않은 In x Ga 1-x As (0 < x < 0.3) 결정층을 형성하는 단계와; 상기 저온 성장된 In x Ga 1-x As 결정층 위에 성장되는 p형 GaAs 제 1광흡수층을 형성하는 단계와; 상기 p형 GaAs 제 1광흡수층 위에 성장되는 도핑되어 있지 않은 GaAs 제 2광흡수층을 형성하는 단계와; 상기 GaAs 제 2광흡수층 위에 성장되는 도핑되어 있지 않은 Al x Ga 1-x As (0.1 < x < 0.4) 제 1장벽층을 형성하는 단계와; 상기 도핑되어 있지 않은 Al x Ga 1-x As 제 1장벽층 위에 성장되는 델타 도핑된 Al x Ga 1-x As (0.1 < x < 0.4) 제 2장벽층을 형성하는 단계와; 상기 델타 도핑된 Al x Ga 1-x As 제 2장벽층 위에 성장되는 도핑되어 있지 않은 Al x Ga 1-x As (0.1 < x < 0.4) 제 3장벽층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HEMT 구조의 MSM 광검출기 제조방법.