KR100464378B1 - 초고속 광 통신용 포토 다이오드 및 그 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 통신용 소자인 포토다이오드에 관한 것으로서, 버섯모양의 p-형 전극을 구비하는 포토다이오드 및 그 제작 방법을 제공한다. 상기 p-형 전극을 버섯모양으로 형성하므로써, 포토다이오드의 불순물 확산영역과 전극의 접합면적을 최소화하므로써, 확산영역의 면적을 줄일수 있게 되었다. 이는 포토다이오드의 정전용량을 낮추어 초고속 광 통신에 적합한 포토다이오드를 제공하며, 또한, p-형 전극의 상단은 더 넓게 형성할 수 있으므로, 와이어 본딩이 용이하게 되었다.
Description
본 발명은 광 통신용 소자에 관한 것으로서, 특히 광 통신에서 수광소자인 포토 다이오드에 관한 것이다.
통상적으로 광 통신에서 송신측은 발광소자를 이용해 전기신호를 광신호로 변환하여 광섬유 등을 이용한 전송로로 송신하며, 수신측에서는 수광소자를 이용해 광신호를 전기신호로 변환하여 송수신이 이루어지게 된다.
일반적으로 수광소자로는 포토 다이오드(photo diode)를 예로 들수 있으며, 특히 메사형태(mesa type)의 포토 다이오드가 보편적으로 이용되고 있다.
도 1은 통상적인 메사 형태의 포토 다이오드(10)를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, InP 기판(11)의 일면에 도핑되지 않은 InGaAs와 p-InP를 단결정 성장 과정을 거쳐 순차적으로 적층하고, 에칭을 실시하여 메사형태의 u-InGaAs 흡수층(12)과 p-InP 윈도우층(window layer)(13)을 형성한다. 다음으로 상기 p-InP 윈도우층(13) 상에 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 적층하여 절연층(14)을 형성한 후, 소정 부분을 식각하여, 상기 p-InP 윈도우층(13) 일부를 개방한다. 상기 개방된 p-InP 윈도우층(13) 상에는 p-형 전극(15)이 설치된다. 또한 상기 InP 기판(11)의 타면에는 상기 p-InP 윈도우층(13)과 상응하는 위치에 무반사 코팅을실시하여 소정 크기의 수광영역(17)을 형성하고, 상기 수광영역(17)이 형성되지 않은 부분은 n-형 전극(16)이 설치된다.
상기와 같은 메사 형태의 포토 다이오드(10)는 그 제조 방법에 있어서, 단결정 성장을 통해 상기 도핑되지 않은 InGaAs와 p-InP을 적층하기 때문에, 아연(Zn) 또는 카드뮴(Cd)과 같은 p-형 불순물을 확산시킬 필요가 없으므로, 공정이 단순하다는 장점이 있다.
그러나, 메사형태의 포토 다이오드는 그 제작 과정에서 도핑되지 않은 InGaAs와 p-InP이 메사 형태의 층으로 형성된 후 대기에 노출되어 도핑되지 않은 InGaAs와 p-InP 물질이 산화될 위험이 있으며, 이는 소자의 품질 저하를 초래하게 된다. 또한, 메사 에칭된 표면, 즉 절연층과 접하는 면으로는 누설전류가 흘러 소자의 수명이 단축되며, 더욱이, 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 작은 InGaAs 막은 누설전류가 커 소자의 신뢰성이 저하된다.
한편, 초고속 광 통신을 위해서는 정전용량이 작아야 하는데, 이는 p-InP 확산영역의 면적을 줄임으로써 구현할 수 있다. 그러나, 종래의 포토 다이오드는 p-InP 확산영역과 접하는 p-형 전극을 설치하여 와이어 본딩(wird bonding)을 하기 때문에 p-형 전극의 면적을 줄이는데에는 한계가 있으며, 따라서 p-InP 확산영역의 면적을 줄이는 것 또한 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 누설전류를 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키며, 정전용량을 낮추면서도 와이어 본딩이 용이한 구조의 초고속 광 통신용 포토 다이오드 및 그 제작 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초고속 광 통신용 포토 다이오드에 있어서, 기판과; 상기 기판의 상부면에 형성되는 흡수층과; 상기 흡수층 상에 적층되는 윈도우층과; 상기 윈도우층 상에 적층되며, 소정의 관통홀이 형성된 절연층과; 상기 관통홀과 접하는 상기 윈도우층 일부에 소정의 도펀트가 확산된 확산영역과; 상기 관통홀을 통해 상기 확산영역과 연결되며, 상기 절연층 상부에 버섯모양으로 형성되는 상부 전극을 포함하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명은, 초고속 광 통신용 포토 다이오드에 있어서, InP 기판과; 상기 InP 기판의 일면에 적층되는 InGaAs 흡수층과; 상기 InGaAs 흡수층 상에 적층되는 InP 윈도우층과; 상기 InP 윈도우층 상에 적층되며, 소정의 관통홀을 구비하는 절연층과; 상기 관통홀과 접하는 상기 InP 윈도우층 일부에 p-형 불순물이 도핑된 p-InP 확산영역과; 상기 관통홀을 통해 상기 p-InP 확산영역과 통전되며, 상기 절연층 상부에 버섯모양으로 형성되는 통전성 메탈을 포함하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명은, 초고속 광 통신용 포토 다이오드 제작 방법에 있어서, 소정 기판 상에 흡수층, 윈도우층 및 절연층을 차례로 적층하고, 상기 절연층의 일부를 개방하여 형성된 관통홀을 통해 상기 윈도우층으로 소정의 도펀트를 확산시켜 형성된 확산영역을 포함하는 소정의 반도체 기판을 준비하는 단계와; 상기 절연층 상에포토레지스트 층을 형성하는 단계와; 사진식각 방법으로 상기 절연층의 관통홀과 연통되도록 상기 포토레지스트 층에 관통홀을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 층에 형성된 관통홀을 통해 상기 확산영역과 연결되는 금속 도금층을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 층을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 금 도금층은 상기 포토레지스트 층보다 더 높게 도금되는 초고속 광 통신용 포토 다이오드 제작 방법을 제공한다.
도 1은 통상적인 메사 형태의 포토 다이오드를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고속 광 통신용 포토 다이오드를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 통전성 메탈이 포토 다이오드 상에 형성된 모습을 나타내는 사진,
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 도시된 통전성 메탈을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
20 : 포토 다이오드 21 : InP 기판
22 : u-InGaAs 흡수층 23a : u-InP 윈도우층(window layer)
23b : p-InP 확산영역 24a : 절연층
24b : 관통홀 25a : p-형 전극
25b : 공기층 26 : n-형 전극
27 : 수광영역
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고속 광 통신용 포토 다이오드(20)를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전극인 통전성 메탈이 상기 포토 다이오드(20) 상에 형성된 모습을 나타내는 사진이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고속 광 통신용 포토 다이오드(20)는 InP 기판(21)의 일면 전체에 도핑되지 않은 InGaAs를 적층한 u-InGaAs 흡수층(22)이 형성되고, 상기 u-InGaAs 흡수층(22) 상에 도핑되지 않은 InP를 적층한 u-InP 윈도우층(23a)이 형성되며, 상기 u-InP 윈도우층(23a) 상에 SiNx을 적층한절연층(24a)이 형성된다. 상기 절연층(24a)에는 소정의 관통홀(24b)이 형성되고, 상기 관통홀(24b)과 접하는 상기 u-InP 윈도우층(23a)은 소정 영역에 아연(Zn)과 같은 p-형 불순물이 도핑된 p-InP 확산영역(23b)이 형성된다. 상기 p-InP 확산영역(23b)은 상기 u-InGaAs 흡수층(22)의 일부분까지 확장된다. 상기 p-InP 확산영역(23b)은 상기 관통홀(24b)을 통하여 설치되는 p-형 전극(25a)과 연결된다. 상기 관통홀(24b)을 통하여 상기 p-InP 확산영역(23b)과 연결되는 p-형 전극(25a)은 상기 절연층(24a) 상으로 노출되어 상기 절연층(24a)의 상부에 버섯(mushroom) 모양으로 형성된다. 즉, 상기 p-형 전극(25a)은 상기 절연층(24a)의 표면과 높이가 일치되는 것이 아니라, 상기 절연층(24a) 상으로 더 연장된다. 이때, 상기 p-형 전극(25a)과 상기 절연층(24a)의 표면이 접하는 면적은 상기 p-InP 확산영역(23b)의 면적보다 좁고, 상기 p-형 전극(25a)은 상기 절연층(24a)의 표면으로부터 멀어질수록 점차 그 폭이 넓어지는 형상으로 상기 p-형 전극(25a)의 외주면과 상기 절연층(24a)의 사이에는 소정의 공간이 형성되어 공기층(25b)을 이룬다. 상기 p-형 전극(25a)을 충분히 넓게 하므로써, 와이어 본딩이 용이하게 된다.
한편, 상기 InP 기판(21)의 타면에는 상기 p-InP 확산영역(23b)과 마주보는 위치에 실리콘 나이트라이드(이하 SiNx)를 이용한 무반사 코팅을 실시하여 수광영역(27)을 형성하고, 상기 수광영역(27) 이외의 부분은 무반사 코팅을 제거한 후 통전성 메탈을 이용한 n-형 전극(26)이 형성되므로써, 포토 다이오드(20)가 완성된다.
광통신의 발달은 데이터의 전송속도가 높아지면서 가능해 진 것인데, 광통신에서의 전송속도는 상기 포토 다이오드(20)와 같은 광통신 소자의 전송속도에 크게 좌우되며, 상기와 같은 초고속 광 통신용 포토 다이오드(20)는 전송 대역폭(bandwidth)을 증가시켜 전송속도를 향상시킬 수 있다. 한편, 전송 대역폭은 소자의 저항과 정전용량이 작을 수록 증가되는데, 최근에는 모든 소자가 극소화 되면서 저항보다는 정전용량이 광 통신용 소자의 전송 대역폭에 큰 영향을 미친다.
광 통신용 소자의 정전용량은 하기 수학식 1과 같이 정의된다.
상기 활성면적(A)은 포토 다이오드가 광신호를 수신하여 활성화되는 면적을, 유전상수(ε)는 전극 사이의 공간을 차지하는 물질의 유전상수를, 상기 유전막 두께(t)는 전극 사이의 거리를 각각 의미한다.
상기 수학식 1에 의하면 활성면적(A)이 좁을수록, 유전상수(ε)가 작을수록, 상기 유전막의 두께(t)가 클수록 정전용량(C)은 작아짐을 알수 있다. 따라서, 상기 포토 다이오드(20)의 정전용량(C)를 작게 하기 위해서는, 활성영역인 p-InP 확산영역(23b)을 최소화하고, 유전상수(ε)를 작게해야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 포토 다이오드(20)는 상기 p-형 전극(25a)과 p-InP 확산영역(23b)의 접촉 면적을 최소화하여 상기 p-InP 확산영역(23b)을 줄여주며, 상기 p-형 전극(25a)의 형상을 상기 p-InP 확산영역(23b)과 접하는 면으로부터 멀어질수록 점차 그 폭이 넓어지는형상으로 형성하여, 상기 절연층(24a)의 표면과 상기 p-형 전극(25a) 사이의 빈 공간은 유전상수가 낮은 공기를 채워 공기층(25b)이 형성된다. 또한, 상기 p-형 전극(25a)의 형상을 이용해 공기층(25b)을 최대한 확보하여 유전상수(ε)를 충분히 낮출 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 상기 p-형 전극(25a)과 p-InP 확산영역(23b)의 접촉 면적을 최소화하므로써, 광 통신 소자의 활성영역 면적을 줄일수 있게 되었으므로 초고속 광 통신에 적용하기 용이하며, 상기 p-형 전극(25a)의 형상을 버섯모양으로 형성하므로써, 와이어 본딩을 위한 충분한 공간을 확보할 수 있게 되었다.
이하에서는 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 버섯 모양의 p-형 전극을 형성하는 과정을 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 반도체 기판(40)상에 포토레지스트 층을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 기판(40)은 소정의 기판(41), 흡수층(42), 확산영역(43b)이 포함된 윈도우층(43a) 및 관통홀(44b)이 형성된 절연층(44a)을 포함하며, 상기 반도체 기판(40) 상에 포토레지스트를 도포하여 도 4b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 층(45a)을 형성한다.
다음으로 포토리소그래피(photolithography) 방법을 이용하여 도 4c와 같이 상기 포토레지스트 층(45a)에 관통홀(45b)을 형성한다. 상기 관통홀(45b)은 처음 상기 절연층(44a)의 관통홀(44b)과 같이, 실린더 형상으로 사진식각되며, 이를 다시 측벽 가공을 실시하여 상면으로 갈수록 더 넓은 형상을 갖게 된다. 상기관통홀(45b)은 상기 절연층(44a)의 관통홀(44b)과 연통되며, 상기 절연층(44a)에 접한 부분으로부터 멀어질수록 더 넓어지는 형상이다.
도 4d는 버섯 모양의 통전성 메탈(46)이 형성된 모습을 나타낸다. 상기 통전성 메탈(46)이 버섯 모양으로 형성되는 것은 상기 포토레지스트 층(45a)의 관통홀(45b) 형상이 상기 절연층(44a)으로부터 멀어질수록 넓어지기 때문이다. 상기 통전성 메탈(46)은 도금을 이용하여 형성되어 p-형 전극 역할을 수행하고, 상기 포토레지스트 층(45a)의 상면보다 높게 형성된다. 상기 확산영역(43b)은 반도체 재질이므로 도금을 실시하기 위해서는 소정의 금속층(미도시)이 상기 윈도우층(43a) 상에 증착, 형성된다.
상기 통전성 메탈(46)이 형성된 후, 도 4e와 같이 상기 포토레지스트 층(45a)을 제거한 다음, 상기 기판(41)의 하면에 무반사 코팅을 실시하고, 사진식각 방법으로 상기 확산영역(43b)과 상응하는 부분을 제외하고 나머지 영역은 제거하여 수광영역(47a)을 구성하고, 상기 무반사 코팅이 제거된 부분에는 다른 통전성 메탈을 이용하여 n-형 전극(47b)을 형성하므로써 포토 다이오드가 완성된다.
본 발명은 상기와 같은 과정을 통해 포토 다이오드의 p-형 전극을 버섯모양으로 형성하므로써, 포토 다이오드의 정전 용량을 최소화하고, 와이어 본딩이 용이한 구조의 전극을 설치하게 되었다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 종래의 포토 다이오드의 경우에는 p-형 전극에 와이어 본딩을 실시하기 위한 면적을 확보하기 위해 활성영역을 줄이는데 한계가 있었으나, 본 발명에 따른 포토 다이오드는 p-형 전극과 p-InP 확산영역이 접하는 면적을 최소화하므로써, p-InP 확산영역의 면적을 충분히 줄일 수 있다. p-InP 확산영역의 면적을 줄이므로써, 본 발명에 따른 포토 다이오드는 정전용량이 낮아지며, 따라서 초고속 광 통신에 유리한 이점이 있다. 또한, InP 기판 상에 적층된 u-InGaAs 흡수층 또는 u-InP 윈도우층 등의 에칭을 실시하지 않고, 상기한 u-InP 윈도우층에 p-형 불순물을 확산시키는 방법을 이용하므로써, u-InGaAs 흡수층 또는 u-InP 윈도우층 등이 대기에 노출되어 산화될 위험성을 방지하였다. 또한, 상기 u-InGaAs 흡수층은 u-InP 윈도우층에 의해 절연층과의 접촉이 차단되므로 누설전류에 노출되지 않아 광통신 소자의 신뢰성이 향상되었다. 더욱이, p-형 전극은 버섯 모양으로 형성되어 충분한 본딩 면적을 확보하여 와이어 본딩이 용이하게 되었다.
Claims (10)
- 초고속 광 통신용 포토 다이오드에 있어서,기판과;상기 기판의 상부면에 형성되는 흡수층과;상기 흡수층 상에 적층되는 윈도우층과;상기 윈도우층 상에 적층되며, 소정의 관통홀이 형성된 절연층과;상기 관통홀과 접하는 상기 윈도우층 일부에 소정의 도펀트가 확산된 확산영역과;상기 관통홀을 통해 상기 확산영역과 연결되며, 상기 절연층 상부에 버섯모양으로 형성되는 상부 전극을 포함함을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 제1 항에 있어서,상기 관통홀을 통하여 소정의 도펀트가 확산된 확산영역은 상기 흡수층의 일부까지 더 확산됨을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 제1 항에 있어서,상기 상부 전극은 상기 절연층 표면으로부터 소정 위치까지 경사지게 연장되고, 상기 절연층 표면으로부터 멀어질수록 점차 폭이 넓어지는 형상으로 상기 절연층과 상부 전극의 외주면 사이에는 공기층이 형성됨을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 제1항 또는 제3 항에 있어서,상기 상부 전극과 상기 절연층이 접하는 면은 상기 확산 영역의 면적보다 좁은 면적으로 접함을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 초고속 광 통신용 포토 다이오드에 있어서,InP 기판과;상기 InP 기판의 일면에 적층되는 InGaAs 흡수층과;상기 InGaAs 흡수층 상에 적층되는 InP 윈도우층과;상기 InP 윈도우층 상에 적층되며, 소정의 관통홀을 구비하는 절연층과;상기 관통홀과 접하는 상기 InP 윈도우층 일부에 p-형 불순물이 도핑된 p-InP 확산영역과;상기 관통홀을 통해 상기 p-InP 확산영역과 통전되며, 상기 절연층 상부에 버섯모양으로 형성되는 통전성 메탈을 포함함을 특징으로 하는 초고속 광 통신용포토 다이오드.
- 제5 항에 있어서,상기 p-InP 확산영역은 상기 InGaAs 흡수층의 일부까지 더 확산됨을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 제5 항에 있어서,상기 통전성 메탈은 상기 절연층 표면으로부터 소정 위치까지 경사지게 연장되고, 상기 절연층 표면으로부터 멀어질수록 점차 폭이 넓어지는 형상으로 상기 절연층과 상부 전극의 외주면 사이에는 소정의 공기층이 형성됨을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 제5 항 또는 제7 항에 있어서,상기 통전성 메탈과 상기 절연층이 접하는 면은 상기 확산 영역의 면적보다 좁은 면적으로 접함을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드.
- 초고속 광 통신용 포토 다이오드 제작 방법에 있어서,소정 기판 상에 흡수층, 윈도우층 및 절연층을 차례로 적층하고, 상기 절연층의 일부를 개방하여 형성된 관통홀을 통해 상기 윈도우층으로 소정의 도펀트를 확산시켜 형성된 확산영역을 포함하는 소정의 반도체 기판을 준비하는 단계와;상기 절연층 상에 포토레지스트 층을 형성하는 단계와;사진식각 방법으로 상기 절연층의 관통홀과 연통되도록 상기 포토레지스트 층에 관통홀을 형성하는 단계와;상기 포토레지스트 층에 형성된 관통홀을 통해 상기 확산영역과 연결되는 금속 도금층을 형성하는 단계와;상기 포토레지스트 층을 제거하는 단계를 포함하며,상기 금 도금층은 상기 포토레지스트 층보다 더 높게 도금됨을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드 제작 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 포토레지스트 층에 형성된 관통홀은 상기 절연층과 접한 부분으로부터 멀어질수록 그 폭이 점차 넓어지도록 내 측벽을 가공하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 초고속 광 통신용 포토 다이오드 제작 방법.
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS59222970A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Toshiba Corp | Ｐｉｎダイオ−ドペレツト |
| KR900000908A (ko) * | 1988-06-21 | 1990-01-31 | 마이클 제이. 어바노 | 메모리 장치 |
| KR920013796A (ko) * | 1990-12-13 | 1992-07-29 | 김광호 | 화합물 반도체소자 및 그 제조방법 |
| JPH0951092A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Denso Corp | 電界効果トランジスタ |
| JPH10242485A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-11 | Seiko Epson Corp | 受光素子及びその製造方法並びにそれを用いた半導体レーザモジュール |
| KR20000038204A (ko) * | 1998-12-04 | 2000-07-05 | 이계철 | 이단계 게이트 리세스 공정을 이용한 화합물반도체 소자의 제조방법 |
-
2002
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222970A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Toshiba Corp | Ｐｉｎダイオ−ドペレツト |
| KR900000908A (ko) * | 1988-06-21 | 1990-01-31 | 마이클 제이. 어바노 | 메모리 장치 |
| KR920013796A (ko) * | 1990-12-13 | 1992-07-29 | 김광호 | 화합물 반도체소자 및 그 제조방법 |
| JPH0951092A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Denso Corp | 電界効果トランジスタ |
| JPH10242485A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-11 | Seiko Epson Corp | 受光素子及びその製造方法並びにそれを用いた半導体レーザモジュール |
| KR20000038204A (ko) * | 1998-12-04 | 2000-07-05 | 이계철 | 이단계 게이트 리세스 공정을 이용한 화합물반도체 소자의 제조방법 |
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