KR100734565B1

KR100734565B1 - Ｒｃｅ-ｐｄ의 제조 방법

Info

Publication number: KR100734565B1
Application number: KR1020050076020A
Authority: KR
Inventors: 정일석; 이용탁
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-07-03
Also published as: KR20070021599A

Abstract

본 발명은 DBR을 사용하는 RCE-PD 소자를 제조함에 있어서, VCSEL용 에피 웨이퍼를 사용하여 제작할 경우, RCE-PD의 상단 DBR 일부 층을 식각하여 높은 양자효율을 얻도록 반사율을 RCE-PD에 최적화시킴과 동시에 공진 파장을 튜닝시켜 장파장 또는 단파장 쪽으로 조절하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명은 기판 상에 하단 DBR, N-전극 유전체 층, 흡수영역을 갖는 공진부, P-전극 유전체 층, 상단 DBR을 순차적으로 형성한 VCESL용 웨이퍼를 준비하는 제1과정과, 상기 상단 DBR 일부 층을 식각하여 상기 상단 DBR의 반사율이 RCE-PD의 동작에 적합하도록 공진 파장을 튜닝하는 제2과정과, 상기 식각된 상단 DBR과, P-전극 유전체 층과 공진부 및 N-전극 유전체 층을 원통형으로 각각 식각하여 N-전극 및 P-전극이 형성되는 RCE-PD를 제조하는 제3과정을 포함한다. 따라서, VCSEL 에피 웨이퍼를 사용하여 제작될 경우, 양방향 VCSEL 발진 파장과 RCE-PD의 공진파장 불일치 문제를 해결할 수 있고 VCSEL과 RCE-PD의 모노리식 집적이 가능하게 하는 효과가 있다.

DBR, 공진부, 양자 우물, 광수신기, 표면 광 레이저

Description

ＲＣＥ-ＰＤ의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF RESONANT CAVITY ENHANECD PHOTO-DETECTOR}

도 1a 내지 도 1m은 본 발명에 따른 RCE-PD의 제조 과정 중 공진 모드의 파장을 변화시키기 위한 전반적인 공정과정,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 850㎚ 에피 웨이퍼를 사용한 RCE-PD의 공진 파장 튜닝을 실시하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공진 파장 튜닝 방법을 사용하여 제작한 샘플의 이론적 실시 예를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반 절연된 GaAs 기판 2 : 하단 DBR

3 : N-전극 유전체 층 4 : 공진부

5 : P-전극 유전체 층 6 : 상단 DBR

7 : 절연 폴리머 8 : N-전극

9 : P-전극

10 : 양자 우물 11 : 베리어

본 발명은 공진 구조 광수신기(Resonant Cavity Enhanced Photo Detector, RCE-PD)의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게, RCE-PD의 상단 유전체 거울(Distributed Bragg Reflector, DBR)의 최외각 층의 두께를 조절하여 높은 양자효율(Quantum Efficiency)을 얻음과 동시에 RCE-PD의 공진 파장을 장파장 또는 단파장으로 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 반도체 광수신기는 광 신호를 전기 신호로 변환시키는 광전소자로서, 반도체 광수신기의 특성을 규정 짖는 물리량으로는 반응도(responsivity), 3-dB 대역폭(bandwidth), 암전류(dark current) 등이 있다. 이중 반응도는 입력된 광 신호를 얼마나 잘 흡수하는지를 나타내는 양으로 반응도가 좋으면 작은 광 신호가 입력되어도 검출될 수 있으며, 3-dB 대역폭은 손실 없이 변환할 수 있는 주파수의 대역폭을 나타내며, 암전류는 광전효과에 의해 광전류를 발생하는 물체 또는 장치에서 열적 원인, 절연성 불량 등의 원인에 의해 암흑 때에도 흐르는 전류를 나타낸다.

한편, 공진 구조를 사용하지 않는 종래의 반도체 광수신기의 경우에는 반응도와 3-dB 대역폭이 trade-off 관계에 있어서 반응도가 좋으면 3-dB 대역폭이 작고, 반대로 3-dB 대역폭이 크면 반응도가 좋지 않았다. 이에 반하여, 공진 구조를 사용하는 RCE-PD는 얇은 활성영역(active region)으로 인하여 넓은 3-dB 대역폭을 얻을 수 있으며, 공진 구조의 특성으로 인해 공진 파장 근방에서 높은 반응도를 얻을 수 있는 장점이 있다.

그러나 RCE-PD는 공진 파장을 중심으로 수 ㎚ 내에서만 높은 양자효율을 갖기 때문에, 광연결(optical interconnects)의 수신단(receiver)에 사용될 경우, 송신단(transmitter)에 있는 레이저의 파장이 온도 변화 등의 이유로 변화될 경우, 수신감도가 급격하게 나빠지게 되는 문제점을 갖는다.

따라서, RCE-PD의 공진 파장을 튜닝할 수 있다면, 이러한 문제점을 해결할 수 있지만, 종래의 알려진 튜닝 방법은 RCE-PD의 에피 웨이퍼 제작 단계에서 공진기의 두께를 조절함을 통해 공진 파장을 조절할 수 있는 것이다. 즉 이 방법은 튜닝 가능한 범위가 넓은 장점이 있으나, 공진기의 두께를 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일하게 유지하는 것이 어렵다는 문제점이 있으며, 표면 광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers, VCSEL) 에피 웨이퍼를 사용하여 RCE-PD를 제작할 때, VCSEL의 파장까지 같이 바뀌게 되는 문제점을 갖는다.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 DBR을 사용하는 RCE-PD 소자를 제조함에 있어서, VCSEL용 에피 웨이퍼를 사용하여 제작할 경우, RCE-PD의 상단 DBR 일부 층을 식각하여 높은 양자효율을 얻도록 반사율을 RCE-PD에 최적화시킴과 동시에 공진 파장을 튜닝시켜 장파장 또는 단파장 쪽으로 조절할 수 있는 RCE-PD의 제조 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 DBR을 사용하는 RCE-PD 소자를 제조함에 있어서, RCE-PD용 에피 웨이퍼를 사용하여 제작할 경우, RCE-PD의 상단 DBR의 반사율이 RCE-PD에 이미 최적화되기 때문에, 상단 DBR 최외각층 위에 다른 유전체층을 증착 하는 과정 또는, 일부 식각하는 과정을 통해 높은 양자효율을 얻음과 동시에 공진 파장을 튜닝시켜 장파장 또는 단파장 쪽으로 조절할 수 있는 RCE-PD의 제조 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에서 RCE PD의 제조 방법은 기판 상에 하단 유전체 거울(DBR), N-전극 유전체 층, 흡수영역을 갖는 공진부, P-전극 유전체 층, 및 상단 DBR이 순차적으로 형성된 VCSEL용 에피 웨이퍼를 준비하는 제1과정과, 상기 상단 DBR 일부 층을 식각하되, 적정 식각점과 비교하여 식각 깊이를 조절함으로써 RCE-PD의 공진 파장을 튜닝하는 제2과정과, 상기 P-전극 유전체 층과 상기 N-전극 유전체 층이 각각 접속되도록 N-전극 및 P-전극을 형성하는 제3과정을 포함하되, 상기 적정 식각점은 상기 상단 DBR의 반사율이 하기 수학식1을 만족시키도록 식각된 경우인 것을 특징으로 한다.
(수학식1)
R_top= R_bot exp(-2αd)
여기서, d는 양자우물의 두께와 개수의 곱, α는 양자우물의 흡수 계수, R_top 과 R_bot 는 각각 상단 DBR과 하단 DBR의 반사율임

또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에서 RCE PD의 제조 방법은 RCE-PD의 제조 방법은 기판 상에 하단 DBR, N-전극 유전체 층, 흡수영역을 갖는 공진부, P-전극 유전체 층, 및 상단 DBR이 순차적으로 형성되며, 상기 상단 DBR이 하기 수학식1을 만족시키도록 형성된 RCE-PD용 에피 웨이퍼를 준비하는 제11과정과, 상기 상단 DBR의 최외각층 위에 소정 두께의 유전체층을 증착하거나 상기 상단 DBR의 최외각층의 일부를 식각함으로써 RCE-PD의 공진 파장을 튜닝하는 제21과정과, 상기 P-전극 유전체 층과 상기 N-전극 유전체 층이 각각 접속되도록 N-전극 및 P-전극을 형성하는 제31과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식1)
R_top= R_bot exp(-2αd)
여기서, d는 양자우물의 두께와 개수의 곱, α는 양자우물의 흡수 계수, R_top 과 R_bot 는 각각 상단 DBR과 하단 DBR의 반사율임

이하, 본 발명의 실시 예는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다. 이 기술 분야의 숙 련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해하게 될 것이다.

본 발명의 관점에 따른 VCSEL용 에피-웨이퍼를 사용하여 RCE-PD를 제조하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1a 내지 도 1f1, 도 1f2를 참조하면, 반 절연된 GaAs 기판(1)상에 하단 DBR(2)과, N-전극 유전체 층(3)과, 양자 우물(10) 및 베리어(barrier)(11)를 갖는 공진부(4)와, P-전극 유전체 층(5)과, 상단 DBR(6)을 순차적으로 형성하는 과정을 도시한 도면이다. 도 1f1은 도 1f2의 가-나 단면을 도시한 도면으로서, 성장된 상태 그대로의 VCSEL의 에피 웨이퍼(epi wafer)이며, 도 1f2는 VCSEL의 에피-웨이퍼를 위쪽에서 바라본 도면이다.

여기서, 상단 DBR(6) 및 하단 DBR(2)은 도 1g3에 도시된 바와 같이 굴절률이 큰 유전체 층(a dielectric layer with higher refractive index)(61-1)과 굴절률이 작은 유전체 층(a dielectric layer with lower refractive index)(62-1)이 일정한 주기(a)(200)를 갖고 적층된 구조를 갖는다.

다음으로, 도 1g1 및 도 1g2를 참조하면, VCSEL용 에피-웨이퍼(epi wafer)가 형성되어 있는 상태에서, 도 1g1과 같이, 간섭계(laser interferometer)가 장착된 건식 식각 장비인 ICP(Inductively Coupled Plasma) etcher를 사용하여 도 1f1에서의 상단 DBR(6)의 일부 층을 식각한다. 여기서, 도 1g2는 도 1g1를 위쪽에서 바라본 도면이다.

이때, 도 1g3 내지 도 1g5는 도 1g1의 식각된 상단 DBR(61)의 윗부분을 확대 한 것으로 상단 DBR(61)의 식각량을 조절하기 위한 도면이다. 즉, 도 1g4와 같이, 적정 식각점(optimum etching point)(100)까지 식각된 상태일 경우 공진 파장에는 변화가 없다. 도 2b에서 식각 편차가 0인 경우에 대응한다. 식각 편차란, 식각 깊이가 적정 식각점에서 얼마나 차이가 나는지는 나타내는 양으로 상단 DBR의 주기(도 1g3의 100, 문자로는 a로 표시)로 규격화(normalized) 되어 있다.

이에 반면에, 도 1g3에서와 같이, 적정 식각점(100)보다 약간 식각이 덜된 상태(under-etched)일 경우 공진 파장이 장파장 쪽으로 이동한다. 예컨대, 도 2b를 참조하면 식각 편차가 -0.27a인 경우, 공진 파장이 장파장 쪽으로 1㎚ 움직인다.

또한, 도 1g5에서와 같이, 적정 식각점(100) 보다 과도하게 식각된 상태(over-etched)일 경우 공진 파장이 단파장 쪽으로 이동한다. 예컨대, 도 2b를 참조하면, 식각 편차가 -0.24a인 경우, 공진 파장이 단파장 쪽으로 1㎚ 움직인다.

여기서, 도 2는 850㎚ 에피 웨이퍼를 사용한 RCE-PD의 공진 파장 튜닝을 실시하는 예시도로서, ■ 표시는 실제 실험 결과이고, 선은 이론 계산 결과이다. 그리고 도 2a는 식각 편차에 따른 양자효율(광 흡수 효율과 동의어)의 변화를 보여주는 도면이며, 도 2b는 식각 편차에 따른 공진 파장의 튜닝 정도를 보여주는 도면이다.

아래에서 적정 식각점을 결정하는 원리와 공진 파장이 식각 편차에 따라 변화하는 원리에 대해 상세히 설명하겠다. RCE-PD는 도 1에 도시된 상단 DBR(6) 및 하단 DBR(2)의 높은 반사율을 사용하여 높은 양자효율(quantum efficiency)을 얻을 수 있는데, 공진부(4)에서의 흡수 때문에 수학식 1의 조건이 만족될 경우에만 100% 에 가까운 양자효율을 얻을 수 있다. 즉 수학식 1에 의해 주어지는 상단 DBR의 반사율이 RCE-PD에 최적화된 반사율이다.

R_top = R_bot exp(-2αd)

여기서, d는 양자우물의 두께와 개수의 곱이며, α는 양자우물의 흡수 계수이며, R _top 과 R _bot 는 각각 상단 DBR과 하단 DBR의 반사율이다.

상기의 과정을 거쳐 제작되어 성장된 VCSEL 에피-웨이퍼(as-grown VCSEL epi wafer)의 경우에는 R_top이 VCSEL의 동작에 최적화되어 있기 때문에, 수학식 1에서 주어지는 값보다 크다. 따라서 본원 발명에서와 같이 수학식 1이 만족되도록 상단 DBR(6)의 적층된 층의 개수를 식각을 통해 줄여주는 것이 필요하다. 이 수학식 조건에 의해 적정 식각 두께가 결정된다.

또한, 공진 파장 는 수학식 2에 의해 결정된다.

Φ_top + Φ_bot + = 2πi

여기서, Φ_top는 상단 DBR(6)에서 반사될 때 갖게 되는 위상변화이고, Φ_bot는 하단 DBR(2)에서 반사될 때 갖게 되는 위상변화이며, nd는 공진부(4)의 광학적 두께(물리적 두께와 굴절률의 곱)이며, i 는 정수이다.

본 발명에서는, RCE-PD를 제조할 때 상단 DBR(6)의 일부를 식각하는 과정에서 최외각 유전체 층의 두께를 변화시켜 상단 DBR(6)의 반사위상인 Φ_top을 조절함을 통해, 공진 파장(λ)을 튜닝한다. 도 1g4는 수학식 1을 만족시키는 위치까지 식각된 경우로서, 최외각 층(제일 위에 위치한 층으로 이 경우, 굴절률이 큰 유전체 층임)의 두께는 다른(굴절률이 큰) 층과 같아 Φ_top, 즉 공진 파장에는 변화가 없다.

반면에, 도 1g3은 수학식 1을 만족시키는 위치까지 덜 식각된 경우로서, 최외각 층(굴절률이 낮은 유전체 층임)의 두께가 다른(굴절률이 낮은) 층 보다 얇게 되어 Φ_top이 커지게 되고, 이로 인하여 공진 파장이 장파장 쪽으로 변화하게 된다. 그리고, 도 1g5는 수학식 1을 만족시키는 위치까지 더 식각된 경우로서, 최외각 층(굴절률이 높은 유전체 층임)의 두께가 다른(굴절률이 높은) 층 보다 얇게 되어 Φ_top이 작아지게 되고, 이로 인하여 공진 파장이 단파장 쪽으로 변화하게 된다.

마지막으로, 도 1h1 내지 도 1m1에 도시되어 있다. 본 과정에서는 상단 DBR(6)의 일부 층을 식각하여 두께를 조절한 상태에서 N-전극(8)과 P-전극(9)을 올리는 것이 포함되며, 도 1h2 내지 도 1m2는 소자의 위쪽에서 바라본 도면이다.

도 1h1은 도 1g1에서의 상단 DBR(61)을 원통형으로 식각하는 1단계 메사 에칭 후의 원통형 상단 DBR(601)의 형상이고, 도 1i1은 도 1h1의 형상에서 N-전극 유전체 층(3) 위까지 2단계 메사 에칭 후의 원통형으로 식각된 P-전극 유전체 층(51)과 원통형으로 식각된 공진부(41)의 형상이며, 도 1j1는 도 1i1의 형상에서 하단 DBR(3) 위층까지 3단계 메사 에칭 후의 원통형으로 식각된 N-전극 유전체 층(31)의 형상이다.

다음으로, 도 1k1을 참조하면, 도 1j1에 도시된 바와 같이 형성된 상태에서 절연 폴리머(7)를 원통형 상단 DBR(601)이 보일 수 있도록 도포한다. 이후, 도 1l1은 N-전극과 P-전극을 붙이기 위해 절연 폴리머(7) 중 일부를 식각하여 N-전극 유전체 층(31)과 P-전극 유전체 층(51)이 들어 나도록 한다. 마지막으로, 도 1m은 N-전극(8)과 P-전극(9)을 올린 후의 형상이다.

상기와 같이 공정 과정을 거쳐 완성된 도 1m1을 참조하면, 도 1m1에서는 광 신호를 전기 신호로 변화시키는 광전소자로서, 광 신호는 원통형 상단 DBR(601)로 입사하여 공진부(4)내의 양자우물(10)에서 흡수되고, 흡수된 광 신호는 전자(electron)와 홀(hole)을 발생시키며, 발생된 전자는 N-전극(8)으로, 발생된 홀은 P-전극(9)으로 빠져나가며 전류를 발생시킨다.

한편, 본 발명의 다른 관점에 다른 RCE-PD용 에피-웨이퍼를 사용하여 RCE-PD를 제조하는 과정은 하기와 같다.

먼저, 반 절연된 GaAs 기판(1)상에 하단 DBR(2)과, N-전극 유전체 층(3), 공진부(4)와 P-전극 유전체 층(5)과, 상단 DBR(6)을 순차적으로 형성된다. 여기서, RCE-PD용 에피-웨이퍼를 형성하는 과정에서의 공진부(4)에는 양자우물 대신 헤테로 구조가 일반적으로 포함되며, 필요에 따라 증폭 층(amplification layer)이 추가된 APD(avalanche photodetector) 구조가 포함되기도 한다.

이 경우, 에피 웨이퍼 형성 단계에서 상단 DBR이 이미 수학식 1을 만족시키 도록 형성되어 있기 때문에, VCSEL 에피 웨이퍼를 사용하는 경우에서처럼 식각을 통해 상단 DBR의 적층된 개수를 줄이는 과정이 불필요하며, 바로 공진 파장을 변화시키는 단계로 진행된다.

즉, 도 1g6에서 상단 DBR의 최외각 층에 굴절률이 61-1 층보다 낮은 유기물(63)을 증착시키면 공진 파장이 장파장 쪽으로 튜닝된다. 여기서, 유기물(63)의 증착 두께는 도 2에서 식각 편차가 음수인 경우를 적용하면 된다. 이때, 62-1 층과 63층의 굴절률의 비를 보정해주어야 한다.

반면에, 단파장 쪽으로 튜닝하기 위해서는 도 1g5에서처럼 최외각 층을 도 2의 조건에 따라 정밀 식각해 주는 것이 필요하다.

마지막으로 도 1h1 내지 도 1m1과, 도 1h2 내지 도 1m2를 참조하면, RCE-PD 소자를 완성하는 제조방법은 상기의 과정과 동일하다.

예컨대, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에서 VCSEL용 에피-웨이퍼를 사용하여 RCE-PD를 제조하는 과정에 있어서, 양자우물(10)이 3개인 850㎚ VCSEL 웨이퍼에 적용된 실시 예이다.

즉, 도 3과 같이, RCE-PD에 입사파장이 1㎚ 장파장 쪽으로 변화된 경우, 튜닝을 해주지 않으면 광 흡수 효율이 100%에서 도 3의 103과 같이 39 % 수준을 감소하게 되지만, 본 발명을 적용하여 튜닝을 해준 경우에는, 도 3의 102와 같이 92 %가 된다.

또한, 도 2로부터의 공진 파장 튜닝 범위는 -1.5㎚∼1.2㎚ 정도(양자 효율이 80% 이상으로 유지되는 튜닝 범위)이다. 만약, 양자 우물(10)이 6개인 850㎚ VCSEL 웨이퍼를 사용했을 경우에는 -3.4 ㎚∼2.8 ㎚ 정도의 범위를 튜닝할 수 있다(광 흡수 효율 80% 이상).

위에 예시에 기재된 수치들은 사용된 물질의 조성과 구조 등에 따라 변화될 수 있으나, 그 경향은 동일하다.

한편, RCE-PD용 에피-웨이퍼를 사용하여 RCE-PD를 제조하는 과정에 있어서, 헤테로-구조를 가진 pin-PD나 APD 공진부를 가진 RCE-PD용 웨이퍼에 적용된 경우에도 동일한 경향의 결과를 얻게 된다.

또한, 본 발명의 사상 및 특허청구범위 내에서 권리로서 개시하고 있으므로, 본원 발명은 일반적인 원리들을 이용한 임의의 변형, 이용 및/또는 개작을 포함할 수도 있으며, 본 명세서의 설명으로부터 벗어나는 사항으로서 본 발명이 속하는 업계에서 공지 또는 관습적 실시의 범위에 해당하고 또한 첨부된 특허청구범위의 제한 범위 내에 포함되는 모든 사항을 포함한다.

상기와 같이 설명한 본 발명은 RCE-PD의 공진 파장을 에피-웨이퍼가 형성된 후에 수 ㎚ 정도 튜닝함으로써, 하기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명은 양방향 광연결에 모노리식 집적된 VCSEL과 RCE-PD를 사용하는 것을 가능하게 한다. 지금까지 양방향 광연결에 RCE-PD가 사용되지 못했던 것은 VCSEL의 온도 상승으로 인한 공진 파장 변화 때문이었는데, 본 발명을 사용할 경우, VCSEL의 공진 파장 변화를 RCE-PD의 공진 파장 튜닝을 통해 보상해 줄 수 있다. 그리고, 양방향 광연결 기술은 현재 구리선으로 이루어지고 있는 컴퓨터 내의 신호전달을 빛을 통해 대체하는 차세대 기술로서 시장규모가 수 조원에 이를 것을 예상되므로, 모노리식 집적된 VCSEL과 RCE-PD가 사용되면, 소자 제작비용과 패키징 비용을 상당 부분 절감하는 것이 가능하다. 또한, 실제 광 모듈 제작비용의 1/3은 소자제작 비용, 1/3은 성능 시험 비용, 1/3은 패키징 비용으로 알려져 있음에 따라 본 발명이 실용화될 경우, 소자제작 및 패키징 비용을 현저하게 줄일 수 있어 가격 경쟁력이 있는 광연결 모듈을 생산하는 것이 가능하다는 효과가 있다.

둘째, 본 발명의 WDM 시스템의 수신기 쪽에 적용될 경우, 수신 파장을 sub-㎚ 단위로 미세 조정하는 것이 가능해진다. RCE-PD 에피-웨이퍼의 제작단계에서는 아무리 정확하게 제작해도 목표로 했던 파장에서 수 ㎚ 정도 차이가 날 수 있으나, 본 발명에서와 같이, 유기물(63)을 증착시키는 방법을 적용했을 경우에는 sub-㎚ 의 정확도로 RCE-PD의 공진 파장을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims

공진 구조 광수신기(RCE-PD)의 제조 방법으로서,

기판 상에 하단 유전체 거울(DBR), N-전극 유전체 층, 흡수영역을 갖는 공진부, P-전극 유전체 층, 및 상단 DBR이 순차적으로 형성된 VCSEL용 에피 웨이퍼를 준비하는 제1과정과,

상기 상단 DBR 일부 층을 식각하되, 적정 식각점과 비교하여 식각 깊이를 조절함으로써 RCE-PD의 공진 파장을 튜닝하는 제2과정과,

상기 P-전극 유전체 층과 상기 N-전극 유전체 층이 각각 접속되도록 N-전극 및 P-전극을 형성하는 제3과정을 포함하되,

상기 적정 식각점은 상기 상단 DBR의 반사율이 하기 수학식1을 만족시키도록 식각된 경우인 RCE-PD의 제조 방법.

(수학식1)

R_top= R_bot exp(-2αd)

여기서, d는 양자우물의 두께와 개수의 곱, α는 양자우물의 흡수 계수, R_top 과 R_bot 는 각각 상단 DBR과 하단 DBR의 반사율임
제 1 항에 있어서,

상기 제2과정에서의 상단 DBR 일부 층을 상기 적정식각점 보다 더 식각할 경우, 상기 공진 파장이 단파장으로 튜닝되는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2과정에서의 상단 DBR 일부 층을 상기 적정 식각점 보다 덜 식각할 경우, 상기 공진 파장이 장파장으로 튜닝되는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 공진 파장은,

(수학식2)

(여기서, Φ_top는 상단 DBR에서 반사될 때 갖게 되는 위상변화이고, Φ_bot는 하단 DBR에서 반사될 때 갖게 되는 위상변화이며, nd는 공진부의 광학적 두께(물리적 두께와 굴절률의 곱)이며, i는 정수이다.)

에 의해 튜닝되는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 식각은, 간섭계(laser interferometer)가 장착된 건식 식각인 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 흡수 영역은, 양자 우물 및 베리어(barrier)의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
RCE-PD의 제조 방법으로서,

기판 상에 하단 DBR, N-전극 유전체 층, 흡수영역을 갖는 공진부, P-전극 유전체 층, 및 상단 DBR이 순차적으로 형성되며, 상기 상단 DBR이 하기 수학식1을 만족시키도록 형성된 RCE-PD용 에피 웨이퍼를 준비하는 제11과정과,

상기 상단 DBR의 최외각층 위에 소정 두께의 유전체층을 증착하거나 상기 상단 DBR의 최외각층의 일부를 식각함으로써 RCE-PD의 공진 파장을 튜닝하는 제21과정과,

상기 P-전극 유전체 층과 상기 N-전극 유전체 층이 각각 접속되도록 N-전극 및 P-전극을 형성하는 제31과정을 포함하는 RCE-PD의 제조 방법.

(수학식1)

R_top= R_bot exp(-2αd)

여기서, d는 양자우물의 두께와 개수의 곱, α는 양자우물의 흡수 계수, R_top 과 R_bot 는 각각 상단 DBR과 하단 DBR의 반사율임
제 7 항에 있어서,

상기 제21과정에서 상기 증착되는 유전체층은 상기 상단 DBR의 최외각층 보다 굴절율이 작으며, 이 경우, 상기 공진 파장은 장파장으로 튜닝되는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 증착 두께는, 증착되는 유전체층과 상기 상단 DBR의 최외각층의 굴절률의 비를 보정하여 결정하는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제21과정에서의 상기 상단 DBR의 일부 식각에 의해, 상기 공진 파장은 단파장으로 튜닝되는 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 흡수 영역은, 헤테로 구조 혹은 증폭층이 첨가된 APD 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 RCE-PD의 제조 방법.