일반기술

수소 및 불활성 가스 플라즈마에 의한 양자점 구조의머큐리카드뮴텔룰라이드 박막을 이용한 적외선 탐지소자제작방법

본 발명은 수소 및 불활성 가스 플라즈마에 의한 양자점 구조의 머큐리카드뮴텔룰라이드 박막을 이용한 적외선 탐지소자제작방법에 관한 것으로, 기판과 박막의 격자상수차가 5% 내외가 되지 않는 CdTe, CdZnTe, GaAs, Si 등의 기판(34)위에어떠한 박막 성장방법에 관계없이 Hg 1-x Cd x Te 박막(30)으로 성장시켜 수소 및 불활성 가스를 이용한 플라즈마 방법으로 성장된 Hg 1-x Cd x Te 박막(30)에 양자점(32)을 형성시켜 이를 상온에서 동작할 수 있는 적외선 탐지소자에 적용 제작할 수 있다. 이를 위해 CdTe, CdZnTe, GaAs, Si 기판(34) 중 어느 하나를 이용하여 통상의 박막 생성방법인 LPE,MOCVD 그리고 MBE 방법 중 어느 하나로 성장된 Hg 1-x Cd x Te 박막(30)을 플라즈마가 형성될 수 있는 수소 및 불활성가스 플라즈마장치 내에 장착시켜 발생되는 가스 플라즈마가 Hg 1-x Cd x Te 박막(30)에 입사되어 상온 동작이 가능한 양자점(32)을 형성하게 되는 양자점 형성과정과, S-K 방법 또는 수소 및 불활성 가스 플라즈마 방법에 의해 생성된 양자점구조의 Hg 1-x Cd x Te 박막(30) 위에 금속패드를 형성하고 도선을 연결하여 상온 동작이 가능한 적외선 탐지소자를 제작하는 탐지소자 제작과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.본 발명에 의한 수소 및 불활성 가스 플라즈마 방법에 의한 양자점 구조의 머큐리카드뮴텔룰라이드 박막을 이용한 적외선 탐지소자 제작방법은, 기판의 종류에 관계없이 박막의 양자점 생성이 용이하면서도 가격과 부피가 줄어들고 특히 상온 동작이 가능하여 Wetting Layer가 없는 구조의 적외선 탐지소자를 제작할 수 있다. 특히, 본 발명에 의한 탐지소자에 사용되는 양자점 구조의 Hg 1-x Cd x Te 박막은 전류밀도가 온도와 무관하여 77K 저온에서와 같은 효과를 낼 수 있어 탐지소자가 상온에서 동작이 가능할 뿐만 아니라, 결과적으로 가격 절하 및 소형화가 가능하여 적외선 영상센서인 탐지소자의 상용화가 이루어질 수 있어 자동차나 비행기 등에 쉽게 장착이 가능하여 상용화에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.또한, 일반적인 박막의 경우에 표면이 평평해야 박막이 성장이 잘 이루어지지만 본 발명에 의한 수소 및 불활성 가스 플라즈마 방법을 통해서는 표면이 평평 하지 않더라도 성장된 Hg 1-x Cd x Te 박막의 양자점 형성이 가능하며, 아울러 이처럼 표면이 평평하지 않는 경우에는 적외선의 흡수효과가 뛰어나 오히려 탐지소자의 감지효과가 높아질 수 있는 이점도 제공된다.또한, 수소 및 불활성 가스 플라즈마 방법으로 제작된 양자점 구조의 Hg 1-x Cd x Te 박막이나 S-K 방법으로 제작된 양자점 구조의 Hg 1-x Cd x Te 박막 모두 적외선 탐지소자를 제작할 경우, 기존의 박막을 이용하여 제작한 탐지소자에 비해 에너지 밀도의 구별이 뚜렷하고 전류밀도 등이 온도와 무관하게 작용하므로 양자효과(Quantum Efficient)가 뛰어나 상온에서 작동이 가능할 수 있다는 효과도 있다.