KR100642161B1 - Schottky type ultraviolet rays sensor and its method of making - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쇼트키(Schottky) 접합형태의 자외선 감지용 반도체 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 광 반응도를 증가시킴과 아울러 쇼트키 접합층의 접합력을 증가시킬 수 있도록 기판 위에 버퍼층, 광 흡수층, 쇼트키 접합층, 오믹접합층이 형성된 자외선 감지용 반도체 소자에 있어서, 상기 버퍼층은 n-타입의 AlXGa1-XN(0≤X≤1)으로 이루어지고, 상기 광 흡수층은 n-타입의 AlXGa1-XN(0≤X≤1)으로 이루어지며, 상기 쇼트키 접합층은 광 흡수층 위에 형성되어지되, 열처리한 100Å이하의 금속으로 증착된 부분과 열처리하지 않은 금속으로 증착된 부분으로 형성된 자외선 감지용 반도체 소자 및 이의 제조방법이 개시된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Schottky junction type ultraviolet sensing semiconductor device and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a buffer layer, a light absorbing layer, and a short circuit on a substrate to increase the optical reactivity and to increase the bonding strength of the Schottky junction layer. In the ultraviolet sensing semiconductor device having a key junction layer and an ohmic junction layer, the buffer layer is made of n-type Al X Ga 1-X N (0≤X≤1), and the light absorbing layer is n-type Al X Ga 1-X N (0≤X≤1), wherein the Schottky bonding layer is formed on the light absorbing layer, but the portion deposited with a metal of 100 kW or less heat treated and the portion deposited with an unheated metal. Disclosed is a semiconductor device for detecting ultraviolet rays and a method of manufacturing the same.
자외선, 반도체, 쇼트키, 광 반응도, 접착력, 열처리, 비 열처리UV, Semiconductor, Schottky, Light Reactivity, Adhesion, Heat Treatment, Unheat Treatment
Description
도 1은 종래기술에 의한 쇼트키 접합 형태의 자외선 감지용 반도체 소자의 단면도,1 is a cross-sectional view of a semiconductor element for detecting a Schottky junction according to the prior art,
도 2는 도 1에 도시된 자외선 감지용 반도체 소자의 평면도,FIG. 2 is a plan view of the ultraviolet sensing semiconductor device shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자외선 감지용 반도체 소자의 단면도,3 is a cross-sectional view of a semiconductor device for detecting ultraviolet rays according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 감지소자의 평면도,4 is a plan view of the sensing element shown in FIG. 3;
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 감지소자의 제조공정을 순차적으로 도시한 평면도 및 단면도,5 is a plan view and a cross-sectional view sequentially illustrating a manufacturing process of the sensing device illustrated in FIGS. 3 and 4;
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도 및 평면도,6 and 7 are a cross-sectional view and a plan view showing another embodiment of the present invention, respectively;
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 단면도 및 평면도이다.8 and 9 are cross-sectional and top views, respectively, showing yet another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 기판 11 : 저온 버퍼층10
12 : 고온 버퍼층 13 : 광 흡수층12 high
15 : 쇼트키 패드층 16 : 오믹접합층15: Schottky pad layer 16: Ohmic bonding layer
17 : 열처리한 쇼트키 접합층17: Schottky bonding layer after heat treatment
18 : 중간 버퍼층18: intermediate buffer layer
본 발명은 자외선 감지용 반도체 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 쇼트키 전극구조에서 열처리한 금속과 열처리하지 않은 금속으로 영역을 나누어 쇼트키 접합층을 형성함으로써 광 반응도를 증가시키면서 동시에 쇼트키 접합층의 접착력을 증가시키기에 적당하도록 한 자외선 감지용 반도체 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
자외선은 태양광의 스펙트럼을 사진으로 찍었을 때, 가시광선의 단파장보다 바깥쪽에 나타나는 눈에 보이지 않는 빛으로 1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 처음 발견하였다. 자외선은 약 397∼10nm에 이르는 파장으로 된 넓은 범위의 전자기파의 총칭으로서, 극단적으로 파장이 짧은 자외선은 X선과 거의 구별되지 않는다. 자외선은 화학작용이 강하므로, 적외선을 열선(熱線)이라 하는 것에 대응하여 화학선이라 하기도 한다. 파장이 400nm이하인 자외선은 파장별로 여러 대역으로 나뉘는데, UV-A영역은 320nm~400nm로서 태양광중 지표면에 도달하는 98%이상이 이 영역이다. UV-A는 인체의 피부에 흑화현상이나 피부노화의 영향을 준다. UV-B영역은 280nm~320nm로서 태양광중 대략 2%만이 지표면에 도달하게 되는데, 인체에는 피부암이나 백내장, 홍반현상 등 매우 심각한 영향을 준다. UV-B는 오존층에 의해서 대 부분 흡수되지만 최근에 오존층의 파괴에 의해 지표면에 도달하는 양이 증가하고 그 지역이 증가하고 있어서 심각한 환경문제로 대두되고 있다. UV-C는 200nm~280nm로서 태양광에서 오는 것은 모두 대기중에 흡수되어 지표면에 거의 도달되지 않는다. 이 영역은 살균작용에 많이 이용되고 있다. 이러한 자외선의 인체에 미치는 영향을 정량화 한 것 중에서 대표적인 것이 UV-B입사량으로 정의된 자외선지수(UV index)이다.Ultraviolet light is an invisible light that appears outside the short wavelength of visible light when photographed in the solar spectrum, first discovered by German chemist J.W.Liter in 1801. Ultraviolet rays are a general term for a wide range of electromagnetic waves with wavelengths ranging from about 397 to 10 nm, and extremely short ultraviolet rays are hardly distinguished from X-rays. Since ultraviolet rays have a strong chemical effect, infrared rays may also be called chemical rays in response to heat rays. Ultraviolet rays with a wavelength of 400 nm or less are divided into several bands for each wavelength. The UV-A region is 320 nm to 400 nm, and more than 98% of the sunlight reaches the earth's surface. UV-A has the effect of blackening or skin aging on human skin. UV-B ranges from 280nm to 320nm, and only about 2% of sunlight reaches the earth's surface, which has a very serious effect on skin, cataracts, and erythema. UV-B is mostly absorbed by the ozone layer, but recently, the amount reaching the surface by the destruction of the ozone layer is increasing and the area is increasing, which is a serious environmental problem. UV-C ranges from 200nm to 280nm, where everything from sunlight is absorbed into the atmosphere and hardly reaches the earth's surface. This area is widely used for sterilization. One of the quantified effects of ultraviolet rays on the human body is the UV index defined by the amount of UV-B incidence.
자외선을 감지할 수 있는 소자는 PMT(PhotoMultiplier Tube)나 반도체 소자가 있는데, PMT보다 반도체소자가 값싸고 크기가 작기 때문에 최근에는 대부분 반도체 소자를 많이 사용한다. 반도체 소자에서는 에너지 밴드 갭이 자외선 감지에 적당한 갈륨나이트라이드(GaN), 실리콘카바이드(SiC) 등과 에너지 밴드 갭이 작지만 실리콘(Si)이 많이 이용되고 있다. 이 중에 특히 갈륨나이트라이드(GaN)를 기반으로 하는 소자의 경우 쇼트키 접합 형태와 MSM(Metal-Semi conductor-Metal)형태, 그리고 PIN형태의 소자가 주로 사용되는데 특히 쇼트키 접합 형태의 소자가 제조공정이 간단하여 선호되고 있다.Ultraviolet rays can be detected by using a PMT (PhotoMultiplier Tube) or a semiconductor device. Since semiconductor devices are cheaper and smaller than PMT, most of them use a lot of semiconductor devices in recent years. In semiconductor devices, although the energy band gap has a small energy band gap such as gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), and the like, the silicon (Si) is widely used. Of these, gallium nitride (GaN) -based devices are mainly used in Schottky junction, MSM (Metal-Semi conductor-Metal), and PIN-type devices. Especially, Schottky junction type devices are manufactured. The process is simple and is preferred.
종래의 쇼트키 접합 자외선 감지 반도체 소자의 구조가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 쇼트키 접합 자외선 감지소자는 우선 기판(1)위에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법이나 MBE(Molecular Beam Epitaxy)법을 이용한 갈륨나이트라이드(GaN), 실리콘카바이드(SiC)층을 성장시킨다. 사용하는 기판(1)은 갈륨나이트라이드(GaN)층 성장의 경우 사파이어(sapphire) 가 가장 많이 사용되며, 실리콘(Si)이나 갈륨비소(GaAs), 실리콘카바이드(SiC) 등도 사용되며, 드물게는 유리(glass)도 사용된다.The structure of a conventional Schottky junction UV sensing semiconductor device is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, a conventional Schottky-junction UV-sensing device first uses gallium nitride (GaN) or silicon carbide on a
사파이어 기판의 경우 0001면(결정면)에 성장을 하게 되는데, 갈륨나이트라이드(GaN)와 사파이어간의 격자상수 차이에 의해 바로 성장하면 크랙(crack)이 발생하여 층이 제대로 성장되지 않는다. 따라서 정상적인 성장온도보다 낮은 500~600℃온도에서 저온 버퍼층(2a)을 성장하고 난 후, 성장온도를 올려서 소자에 필요한 층을 성장하게 된다. 저온 버퍼층(2a)은 갈륨나이트라이드(GaN)나 알루미늄나이트라이드(AlN)를 주로 성장하며 두께는 0.1㎛이하이다. In the case of a sapphire substrate, it grows on the 0001 plane (crystal surface). If it grows immediately due to the lattice constant difference between gallium nitride (GaN) and sapphire, cracks occur and the layer does not grow properly. Therefore, after the low
저온 버퍼층(2a)을 성장한 다음 그 위에 고온 버퍼층(2b)을 성장하는데 주로 갈륨나이트라이드(GaN)층을 성장하며 일반적으로 0.5~2㎛정도를 성장해야 기판(1)과 버퍼층(2a)에 기인한 결함의 영향을 줄여서 층의 결정특성이 양호해진다.After the low
고온 버퍼층(2b)은 광 흡수층이 AlGaN층인 경우 AlGaN층을 성장하기도 한다. 고온 버퍼층은 도핑농도를 n-타입으로 유지하기 위해 실리콘(Si)과 같은 도펀트로 인위적으로 도핑을 하기도 한다.The high
고온 버퍼층(2b)의 성장후에 광 흡수층(3)을 성장하는데 흡수하고자 하는 광의 파장에 따라 층의 조성을 다르게 하여 성장한다. 예를 들어 UV-B영역을 감지하고자 한다면 Al이 약 20% 함유된 AlGaN층을, UV-C영역을 감지하고자 한다면 Al이 45%정도 함유된 AlGaN층을 성장한다. After the growth of the high
고온 버퍼층(3)이 갈륨나이트라이드(GaN)이고 광흡수층이 AlGaN인 경우 Al조성이 높으면 격자상수 차이에 의해 성장중이나 성장후에 크랙이 발생하여 소자동작 을 하지 못하므로 고온 버퍼층(2b)과 광 흡수층(3) 사이에 또 다른 중간 버퍼층을 삽입하기도 한다. 삽입되는 중간 버퍼층은 AlGaN이나 알루미늄나이트라이드(AlN)층을 성장하는데 성장온도를 낮추거나 광 흡수층(3)보다 Al조성이 큰 층을 얇게(<0.1㎛)성장한다.In the case where the high
광 흡수층(3)의 도핑농도는 n-타입으로 유지하면서 도핑농도가 낮아야 효율이 크므로 가능한 1E17cm-3이하로 유지하는데 AlGaN층의 경우 1E18cm-3의 도핑농도를 갖기도 한다. 광 흡수층의 두께는 0.1㎛에서 2㎛정도까지 소자의 구조에 따라 다양하게 성장한다. The doping concentration of the
성장이 끝나면 우선 오믹접합층(6)을 형성하게 되는데, 광 흡수층(3)위에 바로 형성하기도 하고, 또는 광 흡수층(3)을 식각해 내고 고온 버퍼층(2b)위에 형성하기도 한다. 고온 버퍼층(2b)에 오믹접합층(6)을 형성하는 경우에는 고온 버퍼층(2b)이 광 흡수층(3)보다 도핑농도가 높게 형성되어 오믹접합 특성이 좋을 경우와, 광 흡수층(3)이 AlGaN인 경우 오믹접합 특성확보가 어려울 경우, 고온 버퍼층(2b)에 갈륨나이트라이드(GaN)또는 광 흡수층(3)보다 Al조성이 낮은 AlGaN층을 형성하고 여기에 오믹 접합층(6)을 형성하기도 한다. 오믹접합 형성을 위한 금속은 주로 Ti/Al, Cr/Ni/Au등이 사용된다. Ti/Al의 경우 Ti(<500Å)/(Al(>3000Å)두께를 형성하며 금속을 증착한 후 질소 또는 질소가 포함된 혼합가스 분위기에서 >400℃온도에서 적정 시간동안 열처리하여 오믹접합을 형성한다.After the growth, the
오믹접합층(6)을 형성한 다음 쇼트키 접합층(4)을 광 흡수층(3)위에 형성하는데, 주로 사용하는 금속은 Ni, Pt, Ru, Au 등이다.After the
쇼트키 접합 자외선 감지소자의 경우 쇼트키 접합층(4)을 투과해서 광이 광 흡수층(3)으로 입사되어야 하기 때문에 쇼트키 접합층(4)의 자외선 투과도가 중요한 항목이다. 따라서 금속의 두께를 대부분 500Å이하로 증착하여 형성한다. In the case of the Schottky junction ultraviolet sensing element, the ultraviolet transmission of the Schottky
또한 전기적인 특성과 신뢰성 특성 개선을 위해 금속 증착후 열처리를 하여 산화물을 형성하는 경우도 있다. 즉, NiOX나 RuOX 등의 개선된 특성이 많이 보고되고 있다. 열처리온도는 금속과 공정에 의해 다양하게 진행되는데 주로 300℃내외에서 진행이 된다.Also, in order to improve electrical and reliability characteristics, an oxide may be formed by heat treatment after metal deposition. That is, NiO X or RuO X Many improved properties have been reported. The heat treatment temperature is variously performed by the metal and the process, and is mainly performed at around 300 ° C.
상기 쇼트키 접합층(4)위에 전기적인 특성을 개선하기 위하여 광 투과성의 전도층을 추가로 형성하기도 하는데 인듐틴옥사이드(ITO)가 주로 사용된다.Indium tin oxide (ITO) is mainly used to further form a light transmitting conductive layer on the
쇼트키 접합층(4)을 형성한 후에 도시안된 외부 전극과의 와이어 연결을 위해 쇼트키 접합층(4)위에 Au를 두껍게 증착하여 쇼트키 패드층(5)을 형성한다.After the
상기 쇼트키 패드층(5)은 주로 Ni/Au나 Cr/Ni/Au를 사용하며, 오믹접합층(6) 위에 별도로 형성하기도 한다. 쇼트키 패드층(5)이 형성된 영역은 광이 투과하지 못하여 쇼트키 접합층(4)의 역할을 하지 못하므로 쇼트키 패드층(6)까지 형성이 끝나면 기판(1)의 뒷면을 랩핑/폴리싱하여 전체 두께를 100㎛정도로 한 다음 스크라이브/브레이크하여 개별소자로 분리하게 된다.The
분리된 개별소자는 TO-CAN타입 패키지나 SMD타입 패키지에 장착하여 감지소자로서 동작을 하게 된다.The separate individual device is mounted in a TO-CAN type package or an SMD type package to operate as a sensing element.
이와 같이 제조되는 종래의 쇼트키 접합 자외선 감지소자는 쇼트키 접합층(4)에 의한 쇼트키 장벽효과로 쇼트키 접합층(4)과 맞닿은 광 흡수층(3)에 공핍층 (depletion region)이 형성된다. 공핍층 내에서는 전하를 이동할 수 있는 전자나 정공이 없는데, 이때 빛에 의해 발생한 전자나 정공이 각각 쇼트키 접합층(4)과 오믹접합층(6)으로 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 즉, 감지소자가 자외선에 노출되면 자외선이 쇼트키 접합층(4)을 투과하여 광 흡수층(3)내의 공핍층(depletion region)에 입사하게 되고, 입사한 자외선은 전자/정공을 발생시키며 전자는 쇼트키접합층(4)으로 정공은 오믹접합층(6)으로 이동하게 되면서 전류가 흐르게 되고 이 전류를 감지하여 자외선의 입사광량을 측정하게 된다.In the conventional Schottky junction UV sensing device manufactured as described above, a depletion region is formed in the
한편, 광 흡수층(3)의 도핑농도가 낮을 수록 공핍층의 두께가 커지고 빛에 의한 전자/정공 발생량이 증가하므로 가능한 공핍층의 도핑농도를 낮게 하는 것이 좋다. On the other hand, the lower the doping concentration of the
또한, 쇼트키 접합층(4)을 투과하여 자외선이 감지되므로 쇼트키 접합층(4)의 투과율이 좋아야 하는데 사용하는 금속의 두께를 얇게 하던가, 투과율이 좋은 금속을 사용해야 한다.In addition, since ultraviolet light is sensed through the
또한, 쇼트키 접합에 의한 전위장벽이 높을수록 안정된 전기적 특성을 갖게 되므로 이러한 특성에 대한 전반적인 고려를 하여 쇼트키 접합층(4)을 형성한다.In addition, since the higher the potential barrier by the Schottky junction, the more stable electrical characteristics are formed, the
일반적으로 감지소자의 동작시에는 외부에서 바이어스를 따로 인가하지 않지만 광 변환효율을 높이기 위해서 역방향으로 바이어스를 인가하기도 한다. 즉, 쇼트키 접합층(4)에 부(-)의 바이어스를 주고 오믹접합층(6)에 정(+)의 바이어스를 인가한다. 이 경우에 공핍층의 두께가 증가하여 광 변화효율이 증가한다. 감지소자를 TO-CAN타입이나 SMD타입으로 패키지 할 경우에 자외선을 투과하는 물질로 창을 구성해야 하는데 주로 석영(Quartz)이 사용된다. 또는 실리콘(Si)계열의 인캡슐탄트(Encapsultant)로 구성하기도 한다.In general, in the operation of the sensing device, the bias is not applied externally, but in order to increase the light conversion efficiency, the bias may be applied in the reverse direction. That is, a negative bias is applied to the
종래의 쇼트키 접합 자외선 감지소자의 경우 열처리하지 않은 Ni, Pt등을 쇼트키 접합층(4)으로 사용하면 사용중에 광 흡수층(3)과의 계면에서 접촉상태가 변하여 특성이 저하되고 신뢰성이 좋지 않은 결과를 보이고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 자외선 투과도를 높이고 신뢰성을 개선하기 위해 열처리한 쇼트키 접합층(4)을 형성한다, 즉, 금속을 증착한 후 산소가 포함된 분위기에서 열처리하여 산화물을 형성하면 단파장에서의 자외선투과도가 증가하고 신뢰성이 개선된다.In the conventional Schottky junction UV sensing element, when Ni, Pt, or the like, which has not been heat-treated, is used as the
그러나, 이렇게 형성한 쇼트키 접합층(4) 위에 쇼트키 패드층(5)을 형성할 경우에 쇼트키 패드층(5)과 쇼트키 접합층(4)사이의 접합력이 감소하여 본딩 공정이나 후속 공정에서 쇼트키 패드층(5)이 떨어지는 단점이 있다.However, in the case where the
본 발명은 상기한 종래 쇼트키 접합 자외선 감지용 반도체 소자의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 쇼트키 접합층의 광 투과도를 높이고 쇼트키 패드층의 접합력을 높일 수 있는 방법과 이 방법에 의해 제조된 쇼트키 접합 방식의 자외선 감지용 반도체 소자를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the shortcomings of the above-described conventional Schottky junction UV detection semiconductor device, an object of the present invention is to increase the light transmittance of the Schottky bonding layer and to improve the bonding strength of the Schottky pad layer; The present invention provides a Schottky junction-type semiconductor device for ultraviolet detection.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 쇼트키 접합 방식의 자외선 감지용 반도체 소자에서 쇼트키 접합층의 형성에 있어서, 열처리한 금속과 열처리 하지 않은 금속을 같이 형성하여 광 투과도와 신뢰성을 개선하고 쇼트키 패드층의 접 합력을 증가시켜서 구조적 안정을 개선한 자외선 감지소자 및 이의 제조방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention, in the formation of the Schottky junction layer in the Schottky junction-type UV sensing semiconductor device, by forming a heat-treated metal and a non-heat-treated metal together to improve the light transmittance and reliability and short The present invention provides an ultraviolet sensing device having improved structural stability by increasing the bonding force of a keypad layer and a method of manufacturing the same.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments that do not limit the present invention will be described in detail.
도 3은 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 감지소자의 구조를 도시한 단면도 및 평면도로서, 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 쇼트키 접합형 자외선 감지용 반도체 소자와 거의 같지만 쇼트키 접합층의 구조가 종래의 구조와는 달리 열처리한 쇼트키 접합층(17)과 열처리하지 않은 쇼트키 패드층(15)으로 구성된 차이점이 있다.3 and 4 are cross-sectional views and a plan view showing the structure of a sensing device according to an embodiment of the present invention, in the present embodiment, the conventional Schottky junction type ultraviolet sensing semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2. Although the structure of the Schottky bonding layer is substantially the same as that of the conventional structure, there is a difference in that the
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 의한 자외선 감지용 반도체 소자의 제조공정을 순차적으로 도시한 것이다.FIG. 5 sequentially illustrates a manufacturing process of a semiconductor device for sensing ultraviolet rays according to the embodiments shown in FIGS. 3 and 4.
본 발명에서 기판(10)은 주로 사파이어를 사용하지만 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 유리(Glass) 등도 사용이 가능하다.In the present invention, the
직경이 2인치인 사파이어 기판의 경우 두께는 300~450㎛이며 성장면으로 주로 0001면이 사용되는 틸트(tilt)를 준 기판도 성장된 광 흡수층의 표면을 개선하기 위해 많이 사용된다.In the case of a 2 inch diameter sapphire substrate, the thickness is 300 to 450 μm, and a substrate given a tilt, which is mainly used as a growth surface, is used to improve the surface of the grown light absorbing layer.
기판(10)위에 성장을 위한 장치로는 주로 MOCVD, MBE, HVPE등도 사용된다. MOCVD의 경우 기판(10)을 장착한 후 온도를 1,000℃이상으로 올려서 기판(10) 표면 의 불순물을 제거하는 열적 세정공정을 한 다음 성장을 하게 되는데, 먼저 저온 버퍼층(11)을 성장한다. 즉, MOCVD의 성장온도를 500~600℃로 낮춘 다음, 200~500Å두께로 저온 버퍼층(11)을 성장하는데, 갈륨나이트라이드(GaN) 또는 알루미늄나이트라이드(AlN)를 성장한다. 저온버퍼층(11)을 성장하는 이유는 기판(10)과 성장하는 층의 격자상수가 달라서 결정성장이 안되기 때문에 이를 해결하기 위한 것이다.As a device for growing on the
저온 버퍼층(11)의 성장 이후 성장온도를 1,000℃이상으로 올리고 고온 버퍼층(12)을 성장한다. 고온 버퍼층(12)은 주로 갈륨나이트라이드(GaN)층을 성장하며, 일반적으로 두께는 0.5~3㎛이고, 인위적으로 도핑을 하든 하지 않든 n-타입으로 도핑이 된다. 도핑농도는 mid. E16cm-3~ low E18cm-3정도로 유지한다.After the growth of the low
고온 버퍼층(12)위에 자외선을 흡수하여 전류를 발생하는 광 흡수층(13)을 성장한다. 광 흡수층(13)은 갈륨나이트라이드(GaN)나 AlGaN층을 0.1~2㎛정도 두께로 성장을 하는데 가능한 낮은 도핑농도를 갖도록 성장한다. 광 흡수층(13)이 AlGaN인 경우는 고온 버퍼층(12)이 갈륨나이트라이드(GaN)이면 격자상수 차이에 의해 두께가 두꺼우면 크랙이 발생하기 때문에 AlGaN층의 두께에 제한이 있다. 예를 들어 Al조성이 20%인 AlGaN층의 경우 0.1㎛이상 성장하게 되면 크랙이 발생한다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 고온 버퍼층(12)과 광 흡수층(13)사이에 중간 버퍼층(18)을 삽입하기도 하는데 이는 도 8에 도시되어 있다.On the high
중간 버퍼층(18)으로는 주로 알루미늄나이트라이드(AlN)이나 AlGaN층을 성장하며 두께는 500Å이하 정도로 형성한다. 성장온도는 500~600℃의 저온에서 하기도 하고 900~1,000℃의 고온에서 하기도 한다.As the intermediate buffer layer 18, an aluminum nitride (AlN) or an AlGaN layer is mainly grown, and the thickness is formed to be 500 Å or less. The growth temperature may be at a low temperature of 500-600 ° C or at a high temperature of 900-1,000 ° C.
광 흡수층(13)성장까지 끝나면 성장된 시료를 성장장치에서 꺼내어 HF용액으로 세정한 다음 바로 칩 제조공정을 진행한다. After the growth of the
칩 제조공정은 먼저 광 흡수층(13)상에 포토레지스터로 패턴을 형성하고 전자빔이나 열 증착기를 사용하여 Ti/Al금속 등을 증착한 다음 포토레지스터를 제거하여 도 5의 b단계에서와 같이 오믹접합층(16)을 형성한다. n-타입 갈륨나이트라이드(GaN)나 AlGaN층에 오믹접합층(16)을 형성하기 위해 주로 사용되는 금속은 Ti/Al, Cr/Ni/Au 등이 있으며 증착두께는 Ti/Al의 경우 Ti(100~500Å)정도, Al(5,000 ~10,000Å)정도를 증착한다.In the chip fabrication process, first, a pattern is formed on the
증착된 오믹접합층(16)이 오믹접합특성을 확보하기 위해 열처리공정을 진행하는데, 일반적으로 500℃내외의 온도에서 질소 또는 일반 공기 분위기에서 수분간 열처리를 진행한다.The deposited
Cr/Ni/Au와 같이 열처리를 하지 않아도 오믹접합특성이 확보되는 금속도 있다. 오믹접합층(16)을 광 흡수층(13)상에 형성하기도 하지만 오믹접합특성이 광 흡수층(13)상에서 얻기 어려울 경우에는 광 흡수층(13)을 식각해 내고 고온 버퍼층(12)상에 형성하기도 한다. 식각은 주로 유도결합형 플라즈마 발생장치(ICP)에 의한 식각방법을 사용한다. 광 흡수층(13)이 AlGaN인 경우에 주로 이런 방법으로 형성되며 도 9에 그 실시예가 도시되어 있다.Some metals, such as Cr / Ni / Au, can secure ohmic bonding properties even without heat treatment. The
오믹접합층(16)형성 이후 쇼트키 접합층(17)이 형성될 영역을 포토레지스터로 패턴을 형성하고 전자 빔이나 열 증착기를 이용하여 Ni, Pt, Pd, Au등을 얇게 증착한다. 이 상태에서 포토레지스터를 제거할 수 있는 용액을 이용하여 포토레지 스터를 제거하면 도 5의 c단계에서와 같이 패턴이 있는 쇼트키 접합층(17)을 형성한다. 도 5c에서와 같이 쇼트키 접합층(17)의 내측에 쇼트키 접합층이 형성되지 않은 영역(h)은 일반적으로 오믹접합층(16)과 가장 먼거리에 놓이도록 형성하는데 예를 들면 사각형 모양의 칩에서 오믹접합층(16)이 한쪽 모서리에 형성이 되었다면 그 대각선 방향의 반대편 모서리에 형성한다. 이 영역(h)의 크기는 보통 원형이나 사각형등 다양한 형태로 구성이 가능하며, 원형인 경우 지름은 50~200um정도이다.After the
위에서 설명된 쇼트키 접합층(17)의 형성시 일부에 쇼트키 접합층이 형성되지 않는 영역(h)의 형성방법은 포토레지스터를 먼저 형성하고 금속을 증착한 다음 포토레지스터를 제거하는 "lift-off"공정으로 진행한 것이고, 다른 방법으로서는 먼저 금속을 증착한 다음 증착한 금속위에 포토레지스터로 패턴을 형성하는데 금속을 제거할 영역만 포토레지스터가 없도록 형성하고 나서 금속을 습식 식각이나 건식식각으로 제거한 다음 포토레지스터를 제거하여 형상하는 방법이 있는데, 이는 금속 식각시에 특히 건식 식각공정에서 광 흡수층(13)표면이 식각공정중에 손상을 받을 수 있어서 상기에서 언급한 첫번째 방법 "lift-off"을 사용하는 것이 바람직하다.The formation method of the region h in which the Schottky junction layer is not formed at a part in forming the
본 발명에서는 위에서 설명된 바와 같이 종래의 기술과 달리 쇼트키 접합이 형성되는 영역 즉, 쇼트키 접합층(17)의 일부는 금속이 덮이지 않는 부분 즉, 쇼트키 접합층(17)의 내측으로 광 흡수층(13)의 상면에 금속이 증착되지 않은 영역(h)이 있다.In the present invention, as described above, unlike the prior art, a portion of the
증착하는 쇼트키 금속의 두께는 투과도를 고려하여 10~100Å으로 한다. 쇼트키 금속을 증착한 다음 열처리를 진행하는데 오믹접합층(16)형성시 진행한 온도보다 낮은 온도로 진행한다.The thickness of the Schottky metal to be deposited is 10 to 100 kPa in consideration of the transmittance. After the Schottky metal is deposited, the heat treatment is performed, and the temperature is lower than that at the time of forming the
Ni을 증착한 경우에 산소 분위기에서 열처리를 하면 NiOx가 형성되며, 이렇게 형성된 쇼트키 접합은 열처리하지 않는 Ni보다 단파장에서의 투과효율이 개선되고 소자의 신뢰성이 개선되는 효과를 갖는다.When Ni is deposited, NiO x is formed by heat treatment in an oxygen atmosphere, and the Schottky junction thus formed has an effect of improving transmission efficiency at short wavelengths and improving reliability of the device than Ni which is not heat-treated.
쇼트키 접합층(17)의 형성 이후에 쇼트키 패드층(15)을 형성하기 위해 포토레지스터로 패턴을 형성하고 전자빔이나 열 증착기를 이용하여 Ni/Au, Pt/Au등을 증착한 다음 포토레지스터를 제거하여 도 5의 d단계에서와 같이 쇼트키 패드층(15)을 형성한다.After the
상기 쇼트키 패드층(15)의 증착두께는 Ni,Pt(<500Å), Au(>5,000Å)정도로 하며 별도의 열처리는 하지 않는다. 즉, 전체 소자에서 쇼트키 접합은 열처리된 쇼트키 접합층(17)과 열처리하지 않은 쇼트키 패드층(15)으로 나누어 구성이 된다.The deposition thickness of the
쇼트키 패드층(15)까지 형성이 되면 입사되는 자외선의 반사를 막기 위해 SiO2등으로 파장에 맞는 두께를 증착하기도 한다. 이후 웨이퍼상태에서 소자의 특성을 검사하여 양호한 소자와 불량 소자를 잉크마크로 구별한 다음 기판(10)의 뒷면을 그라인딩/랩핑/폴리싱하여 전체 두께를 100㎛정도로 형성한 다음 스크라이브 앤 브레이크 공정으로 개별 칩으로 분리하여 패키지 공정을 진행한다.When the
패키지 공정에서는 TO-CAN타입이나 SMD타입의 패키지에 제작한 칩을 다이 본 딩하고 쇼트키 패드층(15)과 오믹접합층(16)을 각각 패키지의 애노우드(Anode)와 캐소우드(Cathode)전극과 Au나 Al와이어를 이용하여 와이어 본딩한다. In the packaging process, the chips manufactured in the TO-CAN type or SMD type package are die-bonded, and the
이후 칩과 외부환경을 완전히 분리하기 위한 인캡슐탄트(Encapsultant)나 유리(Glass)로 최종조립을 하게 된다.The final assembly is then encapsulated or encapsulated to completely separate the chip from the external environment.
도 8은 본 발명에서 오믹접합층(16)을 광 흡수층(13)상에 형성하지 않고 고온 버퍼층(12)상에 형성하는 예를 보여주고 있다. 도 8의 실시예에서는 광 흡수층(13)이 밴드 갭이 높거나 다른 이유로 오믹접합특성을 얻기 어려울 경우에 형성한다.FIG. 8 shows an example of forming the
도 9는 본 발명의 다른 실시예로, 고온 버퍼층(12)과 광 흡수층(13)사이에 중간 버퍼층(18)이 형성된 예이다. 광 흡수층(13)이 AlGaN으로 형성될 경우 고온 버퍼층(12)인 갈륨나이트라이드(GaN)와 격자상수가 커서 바로 성장할 경우에 크랙이 발생하는 문제가 있는데 이를 해결하기 위해 알루미늄나이트라이드(AlN)나 AlGaN층 또는 조성이 다른 2개의 물질을 교대로 성장한 초격자층을 중간 버퍼층(18)으로 삽입한다. 초격자층으로 구성할 경우 GaN/AlN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlN등으로 구성하며 두께는 각각 층이 200Å을 초과하지 않도록 한다. 이 경우에 오믹접합층(16)은 광 흡수층(13)상이나 고온 버퍼층(12)상에 형성한다.FIG. 9 illustrates an example in which an intermediate buffer layer 18 is formed between the high
이와 같이 구성된 본 발명의 자외선 감지소자는 개별 칩으로 분리되어 TO- CAN타입이나 SMD타입으로 패키지화 되어 동작하게 된다, 애노우드전극과 캐소우드 전극간에 바이어스를 역방향으로 주던가 또는 제로 바이어스를 주면 입사된 자외선이 열처리한 쇼트키접합층(17)을 투과하여 광 흡수층(13)에 형성된 공핍층 내에서 흡수되어 전자, 정공을 발생시키고 이들이 각각 캐소우드와 애노우드 전극으로 이동하여 전류가 흐르므로 입사된 광량을 감지하게 된다.The UV sensing device of the present invention configured as described above is separated into individual chips and packaged in a TO-CAN or SMD type to operate. When the bias is reversed or zero bias is applied between the anode and cathode electrodes, Light transmitted through the heat-treated
광 흡수층(13)의 조성을 변화시키면 잠지하는 자외선의 파장을 조절할 수가 있다, 즉, Al조성이 20%인 AlGaN층을 광 흡수층(13)으로 형성하면 밴드 갭에 의해 320nm이하의 파장만 흡수되어 UV-B, UV-C영역만을 감지할 수 있으며, Al조성을40~50%정도로 형성하면 280nm이하의 파장만 흡수가 되어 UV-C영역만 감지할 수 있다. By changing the composition of the
또한, 패키지에 사용되는 글라스에 필터기능을 갖는 코팅을 할 경우 다양한 파장조절기능을 가질 수 있다. 즉, 광 흡수층(13)이 갈륨나이트라이드(GaN)로 형성된 경우 370nm이하의 파장을 모두 감지하지만 글라스를 280~320nm만 투과하게 한다면 광 흡수층(13)이 갈륨나이트라이드(GaN)로 형성되더라도 UV-B영역만 감지할 수 있다.In addition, when the coating having a filter function on the glass used in the package may have various wavelength control functions. That is, when the
이상 설명한 바와 같이 종래 쇼트키 접합형 자외선 감지소자는 쇼트키 접합층이 모두 같은 금속, 즉 열처리하지 않은 금속이나 또는 열처리한 금속으로만 이루어져 있는데, 열처리하지 않은 금속의 경우에는 소자의 신뢰성에 문제가 있고, 열처리한 금속의 경우는 신뢰성이 좋은 반면 그 위에 증착되는 쇼트키 패드층과의 접착력이 떨어지는 문제가 있었던 바, 본 발명에 의하면 열처리한 매우 얇은(<100Å)금속으로 쇼트키 접합층을 일부 형성하고, 쇼트키 패드층의 접착력을 증가시키기 위해 이 쇼트키 패드층을 열처리하지 않은 금속으로 바로 광 흡수층상에 형성함으로써 열처리하지 않는 쇼트키 패드층은 쇼트키 접합층에 비해서 광 흡수층과의 직접 접촉면적이 작고 쇼트키 접합층의 가장자리에 접해있지 않기 때문에 신뢰성 저하는 무시할 수 있다.As described above, the conventional Schottky-junction-type UV-sensing device is composed of only the same Schottky junction layer, that is, a metal that has not been heat-treated or a heat-treated metal. In the case of the heat-treated metal, there is a problem that the adhesion to the schottky pad layer deposited thereon is good while the reliability is high, and according to the present invention, the Schottky bonding layer is made of a very thin (<100Å) metal heat-treated. And the Schottky pad layer which is not heat treated by forming the Schottky pad layer directly on the light absorbing layer with an unheated metal so as to increase the adhesion of the Schottky pad layer is more directly compared to the Schottky bonding layer. Since the contact area is small and does not contact the edge of the Schottky bonding layer, the degradation of reliability can be ignored. .
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR20000030069A (en) * | 1999-08-21 | 2000-06-05 | 이정욱 | UV detector |
KR20010092551A (en) * | 2000-03-22 | 2001-10-26 | 이정희 | Schottky contact method using ruthenium oxide |
KR20010096692A (en) * | 2001-07-21 | 2001-11-08 | 이정욱 | ultraviolet sensing device and the manufacturing method and ultraviolet sensing system |
KR20030075748A (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | 학교법인 포항공과대학교 | Ultraviolet detecting device using Gallium Nitride(GaN) semiconductor, and fabrication method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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