일반기술

HTMT 구조를 이용한 광검출기

본 기술은 HTMT 구조의 장벽층을 금속-반도체-금속형 광검출기의 쇼트키 장벽층으로 활용하고 HEMT 구조의 채널층의 일부를 p형으로 도핑하여 광흡수층으로 활용하는 HEMT 구조를 이용한 광검출기에 관한 것이다.기존의 금속-반도체-금속형 광검출기는 광 흡수층에서 발생된 정공이 낮은 n형인 광 흡수층 내에 형성되는 전계에 의해 위쪽(금속 전극 방향)으로 이동되어 금속 전극에 의해 전류로 변환될 수 있는 확률이 증가되는 반면, 전자는 광 흡수층 내에 형성되는 전계에 의해 아래쪽(금속 전극과 반대 방향)으로 이동되어 금속 전극에 의해 전류로 변환될 수 있는 확률이 감소되어 광 검출기의 속도 특성의 장애가 되는 문제점이 있었다.따라서, 본 기술은 HEMT 구조를 갖는 금속-반도체-금속형 광검출기 구조를 이용하여 광흡수층에서 발생되는 정공이 금속 전극에 도달할 수 있는 확률을 감소시켜서 정공에 의한 광전류를 축소시킴으로써 광검출기의 속도 특성을 향상시키고자 한다.본 기술에 의한 HTML 구조를 이용한 광검출기는 반절연 기판 위에 성장되고 도핑되어 있지 않은 버퍼층과, 버퍼층 위에 성장되고 p형으로 도핑되어 있으며, 광신호를 흡수하여 전자 정공쌍을 생성시키고 전달하는 제1 채널층과, 채널층 위에 성장되고 도핑되어 있지 않으며, 광신호를 흡수하여 전자 정공쌍을 생성시키고 전달하는 제2 채널층과, 제2 채널층 위에 성장되고 도핑되어 있지 않으며, 제1 및 제2 채널층보다 밴드갭 에너지가 큰 물질로 이루어진 제1 장벽층과, 장벽층 위에 성장되고 n형으로 델타 도핑되어 있으며, 제1 및 제2 채널층보다 밴드갭 에너지가 큰 물질로 이루어지는 제2 장벽층과, 제2 장벽층 위에 성장되고 도핑되어 있지 않으며, 제1 및 제2 채널층보다 밴드갭 에너지가 큰 물질로 이루어진 제3 장벽층을 포함한다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 인헨스먼트 모드 HEMT의 장벽층 구조를 활용하고 채널층의 아래 부분 일부를 p형으로 도핑함으로써 광검출기의 속도 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 기존의 금속-반도체-금속형 광검출기에 비하여 넓은 주파수 대역폭 특성을 갖기 때문에 보다 높은 속도의 광신호 처리를 요구하는 초고속 광통신용 수신기 또는 마이크로웨이브/밀리미터웨이브-광통신용 광전 변환기에 널리 응용될 수 있다.