일반기술

저온성장 화합물반도체를 이용한 ＨＥＭＴ 구조의 ＭＳＭ광검출기 제조방법

본 기술은 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 기술에서는 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." 본 기술에 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 기술의 광검출기 구조는 전체 광전류중 전자에 의한 광전류를 증가시키고 정공에 의한 광전류를 억제하는 효과가 있어서, 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."