KR0138851B1 - 광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법 - Google Patents
광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법Info
- Publication number
- KR0138851B1 KR0138851B1 KR1019940027166A KR19940027166A KR0138851B1 KR 0138851 B1 KR0138851 B1 KR 0138851B1 KR 1019940027166 A KR1019940027166 A KR 1019940027166A KR 19940027166 A KR19940027166 A KR 19940027166A KR 0138851 B1 KR0138851 B1 KR 0138851B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light
- barrier
- oscillator
- gaas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 36
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/979—Tunnel diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
본 발명은 이중장벽 양자우물구조의 공핍층에 빛이 조사되면 빛의 세기에 따라 부저항, 직렬저항 그리고 정전용량이 변화하여 공명투과 진동자의 진동주파수가 변화하는 것을 이용하는 광제어 공명투과 진동자(Optical Controlled Resonant Tunneling Oscillator)의 동작원리 및 제작공정에 관한 것이다.
본 발명은 기존의 광전시스템에서 전기적 신호의 ON/OFF 에 따라 주파수를 변조하던 방식에 비하여, 입사광의 세기에 따라 주파수를 2 혹은 3단계 이상으로 변조가 용이하므로 시스템을 단순화 시킬 수 있으며, 공명투과의 고속성을 광으로 제어하므로 수십 혹은 수백기가의 신호처리를 가능하게 한다.
Description
제 1 도는 공명투과 다이오드의 일반적인 전류-전압 특성 곡선.
제 2 도는 제 1 도의 등가회로도.
제 3 도는 종래의 고주파 진동자의 타이밍도.
제 4 도는 본 발명의 이중장벽 양자우물구조를 이용한 광제어 공명투과 진동자의 구조를 도시한 것으로서, (A)는 단면도를, (B)는 밴드 아이어그램을 각각 나타낸다.
제 5 도는 본 발명에 의한 광제어 공명투과 진동자의 dc 전류-전압 특성곡선.
제 6 도는 본 발명에 의한 광제어 공명투과 진동자의 파형도.
제 7 도는 (A)∼(H)는 본 발명의 광제어 공명투과 진동자의 제조방법을 각 단계별로 도시한 공정단면도이다.
(발명의 기술분야)
본 발명은 이중장벽 양자우물구조의 공명투과소자에 빛이 조사되면 빛의 세기에 따라 부저항, 직렬저항 그리고 정전용량이 변화하여 공명투과 진동자의 진동특성이 변화하는 것을 이용하는 광제어 공명투과 진동자(Optical Controlled Resonant Tunneling Oscillator) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
(발명의 배경)
이중장벽 양자우물구조에서 부저항(Negative Differential Resistance)특성이 처음으로 관찰된 이래로 공명투과현상은 10-12의 초고속의 전자수송 현상으로 인하여 고속소자로의 응용가능성에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔다.
이와같은, 공명투과 현상을 이용한 공명투과 다이오드(Resonant Tunneling Diode)는 제 1 도의 전류-전압특성 곡선에 도시된 바와같이, 인가하는 전압이 증가하여도 소자에 흐르는 전류가 감소하는 부저항 특성으로 인해 임의의 부하선(lord line)에 대하여 두개의 안정된 성질을 갖는 쌍안정 특성이 있다.
이러한 쌍안정 특성은 메모리소자나 논리회로, 고주파 진동소자로 응용되어지며, 이러한 연구는 이미 세계적으로 많이 수행되어 700GHz대의 진동특성이 1991년 브라운(E.R. Brown) 등에 의해 APP1. Phys. Lett., 58, 2291페이지에 보고된 바 있다.
공명투과 특성을 이용한 고주파 진동소자의 특성은 제 2 도의 공명투과 다이오드(RTD)의 등기회로에 나타낸 바와같다.
입력임피던스(Zinput)는 하기의 식(1)과 같이 주어지고, 컷오프(cutoff) 주파수(fc)는 입력임피던스의 실수부가 영일때의 값으로 식(2)와 같으며, 자기공명 주파수(fr)는 입력임피던스의 허수부가 영일때의 값으로 식(3)과 같다.
이때, Rs는 직렬저항, Rn은 공명투과 다이오드의 부저항, C는 다이오드의 정전용향, Ls는 실장된 회로의 이덕턴스를 각각 나타낸다.
따라서, 부저항, 직렬저항, 정전용량, 및 회로의 인덕턴스가 진동자의 진동특성을 결정짓는 주요 요인임을 알 수 있다. 이중 Ls는 공정과정에서 결정되므로 완성된 소자에서 외부요인을 변화시켜 그 값을 변화시키기는 힘들다.
이와같은 고주파 특성을 구비한 종래의 진동자는 제 3 도의 타이밍도에 도시한 바와같이, 진동특성을 변조시키기 위해서 주파수 제어신호를 입력하여 진동자의 주파수와 제어신호의 주파수를 합성시켜 새로운 주파수를 출력시키고 있다.
즉, 종래의 공명투과 진동자는 전기적 신호의 ON/OFF 에 의해 진동특성을 변조시키는 주파수 제어방식을 사용하고 있기 때문에 시스템 단순화 및 초고속의 주파수변조에 한계성을 갖고 있는 실정에 있다.
이상 설명한 바와같이 본 발명의 광제어 공명투과 진동자에 의하면, 공명투과의 고주파 특성이 빛의 세기에 따라 변조되므로써 기존의 주파수 변조방식보다 빠른 초고속의 광제어 진동특성을 발휘할 수 있다. 즉, 공명투과의 고속성을 광으로 제어함으로써 수십 내지 수백기가의 초고속신호처리를 가능하게 한다. 또한, 입사광의 세기에 따라 주파수를 2단계 혹은 3단계 이상으로 변조시킴으로써 시스템을 단순화시킬 수 있다.
본 발명은 이와같은 기술적 배경하에서 안출된 것으로서, 빛의 세기에 따라 공명투과 진동자의 주파수를 제어함으로써, 시스템의 단순화와 초고속 신호처리를 가능하게 하는 새로운 개념의 광제어 공명투과 진동자(Optical controlled oscillator) 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
(발명의 요약)
본 발명의 광제어 공명투과 진동자는 반절연성 GaAs 기판위에 순방향 메사구조로 순차적으로 형성된 고농도의 GaAs 완충층, 공핍층의 역할을 수행하는 제 1, 2 간격층 및 제 3, 4 간격층; 상기 제 2 간격층과 제 3 간격층 사이에 이중장벽 양자우물구조로 형성된 제 1, 제2 장벽층 및 이들의 계면에 형성된 우물층; 및 상기 제 4 간격층 상부에 형성되어 표면에 입사한 빛의 대부분을 공핍층에서 흡수될 수 있도록 밴드갭이 큰 물질로 이루어진 창(window)층을 구비하여 상기 창층을 통하여 공핍층에 조사된 빛의 세기에 따라 공명투과소자의 진동특성을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 광제어 공명투과 진동자의 제조방법은 반절연성 GaAs 기판위에 n+GaAs완충층, 제 1, 제 2 간격층, 이중장벽 양자우물구조의 제 1 장벽층, 우물층 및 제 2 장벽층, 제 3, 제 4 간격층 및 창층을 MEB(Melecular Beam Epitaxy) 방법으로 순차적으로 성장시키는 공정; 소정의 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 순방향 메사구조를 형성하기 위해 상기 완충층의 일부가지 메사식각하는 공정; 저항성 접촉(ohmic contact)을 형성하기 위하여 상기 메사구조와 완충층 상부에 개구부를 형성한 후, 상기 개구부에 AuGe/Ni/Au 의 다층금속패턴을 증착하는 공정; 소자격리(isolation)를 위한 식각공정; 소자 전표면에 소정의 절연막을 증착한 후, 상기 금속패턴상에 접촉홀을 형성하는 공정;상기 접촉홀에 본딩패드(bonding pad)를 위한 금속패턴을 형성한 후, 미세패턴 형성을 용이하게 하고 본딩패드 금속의 접착력을 향상키시기 위한 열처리 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 4 도는 본 발명의 이중장벽 양자우물구조를 이용한 광제어 공명투과 진동자의 구조를 도시한 것으로서, 4A 도는 단면구조를 4B도는 4A 도의 양전극에 전압을 인가했을 때의 밴드 다이어그램을 각각 나타낸다.
반절연성 GaAs 기판위에 n+GaAs완춘층(1), n-GaAs 제 1 간격층(2), i-GaAs 제 2 간격층(3), i-GaAs 제 3 간격층(6), i-GaAs 제 4 간격층(7) 및 n+AlGaAs접촉층(8)이 메사식각된 적층구조로 순차적으로 형성되어 있으며, 상기 제 2 및 제 3 간격층(3, 6)사이에는 이중장벽구조의 제 1 장벽층(4a)과 제 2 장벽층(4b)이 형성되고, 이들의 계면에 형성된 우물층(5)으로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명의 공명투과 진동자의 표면에 빛이 조사되면 상기 제 4 간격층(6, 7)에 전자와 정공쌍이 생성된다.
이때 메사위의 전극(9)에 양의 바이어스 전압을 인가하면 전자와 정공쌍이 분리되어 전자는 콜렉터로 빠져나가고 정공의 일부는 전자에 대하여 콜렉터 쪽의 장벽옆에 축적되고 나머지 일부는 공명투과 혹은 비공명투과에 의하여 에미터(전자에 대하여)로 빠져나가게 된다.
이때 광생성된 전자에 의하여 약간 도우핑된 제 4 간격층(7)과 제 2 간격층(6)의 전기전도도가 증가하게 되므로 직렬저항이 감소하게 된다. 그리고 콜렉터쪽 장벽옆에 축적된 정공 때문에 전하중립성(charge neutrality)을 만족시키기 위하여 우물층(5)에 공간전하가 축적되므로 이중장벽 양자우물구조의 전위분포가 급격하게 변화하게 된다.
따라서 제 4B 도에 도시한 바와같은 축적층의 폭(Wa) 및 공핍층의 폭(Wd)이 감소되므로 정전용량(C)이 증가하게 된다.
이때, 정전용량은 C = εA/d 로 ε은 유전율, A는 소자의 면적, d는 축적층의 폭(Wa), 장벽 및 우물의 폭 그리고 공핍층의 폭(Wd)으로 결정되다.
이와같이, 직렬저항의 감소와 콜렉터쪽의 장벽옆에 축적된 정공에 의하여 이중장벽 양자우물구조의 전위분포가 변하게 되어 빛조사 이전보다 낮은 바이어스 전압에서 공명투과의 조건을 만족하게 된다.
따라서, 제 5 도에 도시한 바와같이, 본 발명의 광제어 공명투과소자의 dc 전류-전압 특성곡선은 전체적으로 낮은 전압으로 이동하는 경향을 나타내게 된다.
즉, VO의 바이어스 전압이 인가되었을 때 Lo의 부하선에 대하여 부저항(Rn)이에서으로 변하게 된다. 그런데 일반적으로 공명투과소자의 dc 전류-전압 특성곡선은 인가전압이 피크전압보다 적을때에 비하여 인가전압이 밸리전압보다 클때의 곡선의 기울기가 더 적다.
따라서 빛조사에 의하여 전류-전압 곡선이 낮은 전압으로 이동하게 되면 피크전압보다 높은 전압영역에서 전압의 변화량(V2- V2')보다 전류의 변화량(I2- I2')이 적으므로 인가전압(Vo)와 부하선(Lo)에 대한 부저항(Rn)이 감소하게 된다.
이상의 결과들로부터 공명투과소자의 표면에 간격층의 띠간격 보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 광생성된 전자와 정공에 의하여 직렬저항은 감소하지만, 정전용량 및 부저항이 증가하게 된다.따라서, 공명투과 진동자의 표면에 빛이 조사되면 식 (2), (3)에 의하여 진동특성이 변화하게 된다.공명투과 진동자의 출력특성은 식 (3)의 자기공명 주파수에 의하여 결정되므로 빛조사에 의하여 소자의 주파수가 감소하게 된다. 이와같은 특성은 전자와 정공쌍의 생성메카니즘이 포화상태를 이루기전 상태에서는 제 6 도의 파형도에 도시된 바와같이, 빛의 세기에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있다. 이와같이 빛의 세기에 의하여 주파수가 제어되는 광제어 공명투과 진동자는 기존의 전기적 제어신호의 ON/OFF에 의하여 주파수를 변조시키는 방식에 비하여, 제어광의 세기에 따라 주파수를 2 혹은 3 단계 이상으로 변조가 가능하므로 시스템을 단순화시킬 수 있으며, 공명투과의 고속성을 광으로 제어하므로 수십 혹은 수백기가의 초고속 신호처리가 가능하게 된다.
다음은 제 7 도(A) 내지 (H) 도를 참조하여 본 발명의 광제어 공명투과 진동자를 제조하는 방법을 각 공정별로 살펴본다. 먼저 발절연성 GaAs 기판에 완충층(1)으로 2×1018㎝-3도우핑된 n+형 GaAs를 10000Å성장시키고 제 1 간격층(2)으로 4×1017㎝-3도우핑된 n형 GaAs를 1000Å, 제 2 간격층(3)으로 도우핑안된 GaAs를 100Å정도 순차적으로 성장시킨다. 성장방법으로는 분자선 에피택시(MBE)를 이용한다. 이중장벽 양자우물구조는 비공명 투과전류를 줄이기 위하여 장벽의 높이가 높은 AlAs를 장벽으로 하여 제 1 및 제 2 장벽층(4a, 4b)을 대칭적으로 40Å씩 성장시키고, 장벽사이에는 양자우물로서 약 45Å두께의 GaAs 우물층(5)을 성장시킨다.
상기 이중장벽구조 위에 성장되는 제 3 간격층(6)과 제 4 간격층(7)은 전압을 인가했을 때 형성되는 공핍층의 길이를 길게하여 빛조사에 의한 이중장벽 양자우물구조에서의 전압강하 효과를 더욱 크게 하기 위하여 도우핑 안된 500Å두께의 GaAs 와, 4×1017㎝-3고농도로 도우핑된 1000Å두께의 n형 GaAs로 각각 구성된다. 이어, 조사된 빛이 표면에서 흡수되지 않고 입사한 빛이 대부분 공핍층에서 흡수될 수 있도록 밴드갭이 큰 Al0.15Ga0.85As를 2×1018㎝-3도우핑하여 5000Å의 두께로 성장시켜 창(window) 층(8)을 형성하면 제 7(A)도에 도시한 바와같은 단면구조가 완성된다.
제 7(B) 도에 의거, 소정의 포토레지스터 패턴을 마스크로 하여 순방향 메사르 형성하기 위하여 H₃PO4: H2O2: H2O를 1 : 1 : 25의 부피비율로 섞은 식각액을 이용하여 실온에서 상기 완충층(1)의 일부까지 약 10000Å의 깊이로 식각한다.
제 7(C) 도에 의거하여, lift-off 공정을 위하여 포토레지스터를 기판위에 도포한 후 광학 리소그라피를 이용하여 전극형성을 위한 개구부(11)을 메사구조와 완충층(1) 상부에 각각 형성한다. 이때 메사위에 형성된 개구부(11)는 그 하부의 창층(8)에 충분한 빛이 조사될 수 있음과 아울러 바이어스 전압이 균일하게 인가될 수 있도록 메사의 가장자리에 형성한다.
제 7(D) 도에 의거하여, 상기 개구부(11)에 저항성 접촉을 형성하기 위하여 88Au : 12Ge/Ni/Au를 1500Å/500Å/3000Å 의 두께로 열증착법을 이용하여 증착한 후, 아세톤에 담구어 lift-off하여 제 7(D) 도와 같은 금속패턴(9)을 형성한다.
제 7(E) 도를 참조하여, 각 소자를 고립시키고 와이어 본딩패드에 의한 정전용량을 줄이기 위하여, 제 7(B) 도의 메사식각 공정과 같은 리소그라피공정으로 패턴을 형성한 후, 상술한 메사식각용액을 이용하여 제 7(E) 도와 같이 반절연성 기판까지 식각해 낸다.
제 7(F) 도를 참조하여, 전 표면에 저온화학 증착법이나 플라즈마 화학증착법에 의하여 SiO2막(10)을 약 3000Å의 두께로 증착시킨다.
제 7(G) 도를 참조하여, 저항성 접촉 금속과 본딩패드 금속의 접촉홀을 위하여 포토레지스트를 기판에 도포한 후 광학리소그라피를 이용하여 접촉홀의 패턴을 제 7(G) 도와 같이 형성한 후 BOE(Buffered Oxide Etchant)를 이용하여 포토레지스트의 개구를 식각한다.
제 7(H) 도를 참조하여, 제 7(D) 도 공정과 동일한 방법으로 전자빔 진공증착법을 이용하여 Ti/Au 를 500Å/3000Å의 두께로 증착한 후, 아세톤에 담구어 lift-off하여 본딩패드용 금속패턴(9')을 형성한다. 이어서, 급속열처리법으로 상기 저항성 접촉용 금속(9)을 450℃에서 약 20∼40초간 열처리한다. 이는 금속패턴을 형성 후 바로 열처리를 할 경우 표면의 상태가 나쁘게 되어 이어지는 리소그라피 공정에서 미세패턴 형성이 힘들게 되기 때문이다. 따라서, 모든 리소그라피 공정이 끝난 후 열처리하므로써 미세패턴 형성을 용이하게 한다. 그리고 본딩패드 금속의 접착력을 향상시키기 위하여 본디패드 금속의 형성 후 열처리공정을 수행하여 본 발명의 광제어 공명투과 진동자를 제작한다.
Claims (9)
- 반절연성 GaAs 기판위에 순방향 메사구조로 순차적으로 형성된 고농도의 GaAs 완충층(1), 공핍층의 역할을 수행하는 제 1, 2 간격측(2, 3) 및 제 3, 4 간격층(6, 7);상기 제 2 간격층(3)과 제 3 간격층(6)사이에 이중장벽 양자우물구조로 형성된 제 1, 제 2 장벽층(4a, 4b) 및 이들의 계면에 형성된 우물층 (5); 및 상기 제 4 간격층(7) 상부에 형성되어 표면에 입사한 빛의 대부분을 공핍층에서 흡수될 수 있도록 밴드갭이 큰 물질로 이루어진 창(window)층(8)을 구비하여 상기 창층(8)을 통하여 조사된 빛의 세기에 따라 공명투과소자의 진동특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 광제어(optical controlled) 공명투과 진동자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공명투과소자의 진동특성은 빛의 세기에 따라 공명투과 소자의 직렬저항, 부저항 및 정전용량이 변화하여 진동특성을 2 혹은 3단계 이상으로 제어 가능한 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이중장벽 양자우물구조의 장벽층(4a, 4b)은 비공명투과전류를 줄이기 위하여 장벽높이(barrier height)가 높고 터널링이 가능한 40Å두께의 도핑되지 않은 AlAs로 구성되고, 장벽사이에 형성된 우물층(5)은 45Å두께의 도핑되지 않은 GaAs로 구성된 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 창층(8)은 표면에서의 빛의 흡수를 줄이고 입사한 대부분의 빛이 간격층에 흡수되어 양자효율을 극대화시킬 수 있도록 약 5000Å두께와 2×1018㎝-3의 고농도도핑된 큰 밴드갭을 갖는 Al0.15Ga0.85As로 구성된 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이중장벽위에 형성된 제 3, 4 간격층(6, 7)은 빛조사에 의한 직렬저항의 변화와 이중장벽에서의 전압강하를 더욱 크게하기 위하여 도핑되지 않은 500Å두께의 GaAs로 4×1017㎝-3로 도핑된 1000Å두께의 n형 GaAs 로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자.
- 반졀연성 GaAs 기판위에 n+GaAs 완충층(1), 제 1, 제 2 간격층(2, 3), 이중장벽 양자우물구조의 제 1 장벽층(4a), 우물층(5) 및 제 2 장벽층(4b), 제 3, 제 4, 간격층(6, 7) 및 창층(8)을 MBE(Molecular Beam Epitaxy)방법으로 순차적으로 성장시키는 공정; 소정의 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 순방향 메사구조를 형성하기 위해 상기 완충층(1)의 일부가지 메사식각하는 공정; 저항성 접촉(ohmic contact)을 형성하기 위하여 상기 메사구조와 완충층(1) 상부에 개구부(11)를 형성한 후, 상기 개구부(11)에 AuGe/Ni/Au 의 다층금속패턴(9)을 증착하는 공정; 소자격리(isolation)를 위한 식각공정; 소자 전표면에 소정의 절연막(10)을 증착한 후, 상기 금속패턴(9)상에 접촉홀을 형성하는 공정; 상기 접촉홀에 본딩패드(bonding pad)를 위한 금속패턴(9')을 형성한 후, 미세패턴을 용이하게 하고 본딩패드 금속의 접착력을 향상시키기 위한 열처리 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 장벽층(4a, 4b)은 비공명 투과전류를 줄이기 위해 장벽높이(barrier height)가 크고 터널링이 가능한 40Å두께의 도핑되지 않은 AlAs로 이루어지고, 장벽사이에 형성된 웰층(5)은 45Å두게의 도핑되지 않은 GaAs로 이루어진 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 창층(8)은 표면에서의 빛의 흡수를 줄이고 입사한 대부분의 빛이 간격층에 흡수되어 양자효율 및 직렬저항의 변화를 극대화시킬 수 있도록 약 5000Å두께와 2×1018㎝-3의 고농도도핑된 큰 밴드갭을 갖는 Al0.15Ga|0.85As로 이루어진 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 이중장벽위에 형성된 제 3, 4 간격층(6, 7)은 빛조사에 의한 이중장벽에서의 전압강하를 더욱 크게하기 위하여 도핑되지 않은 500Å두께의 GaAs와 4×1017㎝-3로 도핑된 1000Å두께의 n형 GaAs로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 광제어 공명투과 진동자의 제조방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940027166A KR0138851B1 (ko) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법 |
| US08/345,779 US5569933A (en) | 1994-10-24 | 1994-11-22 | Optical controlled resonant tunneling oscillator |
| JP6297195A JP2779323B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-11-30 | 光制御共鳴透過振動子 |
| US08/501,874 US5670385A (en) | 1994-10-24 | 1995-07-13 | Method for fabricating an optical controlled resonant tunneling oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940027166A KR0138851B1 (ko) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960015968A KR960015968A (ko) | 1996-05-22 |
| KR0138851B1 true KR0138851B1 (ko) | 1998-04-27 |
Family
ID=19395729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940027166A KR0138851B1 (ko) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5569933A (ko) |
| JP (1) | JP2779323B2 (ko) |
| KR (1) | KR0138851B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100426282B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2004-04-08 | 광주과학기술원 | 나노 성장 기법을 이용한 이중 태양 전지 구조 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5905272A (en) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Texas Instruments Incorporated | Optical receiver |
| KR100249788B1 (ko) * | 1997-11-17 | 2000-03-15 | 정선종 | 피아이엔 다이오드를 이용한 광-유기 전기-광학 오실레이터 |
| JP4009106B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2007-11-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子、及びその製造方法 |
| JP4109159B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2008-07-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
| TWI250659B (en) | 2003-07-31 | 2006-03-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-receiving semiconductor-body with an integrated filter-layer |
| DE10341086B4 (de) * | 2003-07-31 | 2007-06-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsempfangender Halbleiterkörper mit einer Filterschicht |
| JP5590879B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-09-17 | キヤノン株式会社 | 発生素子及び半導体素子 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973858A (en) * | 1986-07-18 | 1990-11-27 | Ibm Corporation | Resonant tunneling semiconductor devices |
| JPH02184083A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JP3000476B2 (ja) * | 1990-09-10 | 2000-01-17 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
| US5126553A (en) * | 1990-11-28 | 1992-06-30 | Bell Communications Research, Inc. | Bistable optically switchable resonant-tunneling device and its use in signal processing |
| DE69211737T2 (de) * | 1991-03-27 | 1996-10-31 | Fujitsu Ltd | Nichtlineare halbleitende optische Vorrichtung mit verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis |
| US5144261A (en) * | 1992-01-15 | 1992-09-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Optically injection locked resonant tunnel diode oscillator |
| US5229823A (en) * | 1992-01-30 | 1993-07-20 | Eastman Kodak Company | Toner agitator system |
| US5416338A (en) * | 1992-02-29 | 1995-05-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device with quantum well resonance states |
| KR970011140B1 (ko) * | 1993-12-08 | 1997-07-07 | 한국전자통신연구원 | 공명 투과광전 소자의 구조 |
-
1994
- 1994-10-24 KR KR1019940027166A patent/KR0138851B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-11-22 US US08/345,779 patent/US5569933A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-30 JP JP6297195A patent/JP2779323B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-13 US US08/501,874 patent/US5670385A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100426282B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2004-04-08 | 광주과학기술원 | 나노 성장 기법을 이용한 이중 태양 전지 구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2779323B2 (ja) | 1998-07-23 |
| US5670385A (en) | 1997-09-23 |
| US5569933A (en) | 1996-10-29 |
| KR960015968A (ko) | 1996-05-22 |
| JPH08125215A (ja) | 1996-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brown et al. | Millimeter‐band oscillations based on resonant tunneling in a double‐barrier diode at room temperature | |
| US4958201A (en) | Resonant tunneling minority carrier transistor | |
| US7173275B2 (en) | Thin-film transistors based on tunneling structures and applications | |
| US7711015B2 (en) | Method for controlling operation of light emitting transistors and laser transistors | |
| US4360246A (en) | Integrated waveguide and FET detector | |
| KR910003276B1 (ko) | 주입층이 변형된 이중 장벽 터널 다이오드 | |
| US5047810A (en) | Optically controlled resonant tunneling electronic devices | |
| US4366493A (en) | Semiconductor ballistic transport device | |
| US4752934A (en) | Multi quantum well laser with parallel injection | |
| US5363393A (en) | Surface emitting semiconductor laser | |
| KR0138851B1 (ko) | 광제어 공명투과 진동자 및 그의 제조방법 | |
| EP1743379A2 (en) | Hot electron transistor | |
| US4959696A (en) | Three terminal tunneling device and method | |
| EP0530942A2 (en) | Novel quantum well optoelectric switching device with stimulated emission | |
| KR960000385B1 (ko) | 전계효과트랜지스터 | |
| US5703379A (en) | Light-controlled semiconductor heterostructure component for generating oscillation at microwave frequencies | |
| Matsueda | AlGaAs OEIC transmitters | |
| JPH0740570B2 (ja) | 共鳴トンネリング装置 | |
| JP2001156301A (ja) | 共鳴トンネル装置 | |
| JPH0337735B2 (ko) | ||
| JP2553760B2 (ja) | 高電子移動度トランジスタ | |
| JPH0732163B2 (ja) | ヘテロ構造バイポーラトランジスタ | |
| JP2677534B2 (ja) | マイクロ波半導体装置とその発振周波数を変化するための方法 | |
| KR960000386B1 (ko) | 공명투과다이오드 및 그 제조방법 | |
| JPH02171717A (ja) | 半導体光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080214 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |