KR101673454B1 - 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상단 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부; 및 상기 다수의 수광부 사이에 걸치며, 상기 반도체 기판의 상단 표면상에 접촉 배치되고, 상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 패턴을 갖는 나노 구조물;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 및 그 제조 방법{Plasmonic device with photonic crystal and Method for manufacturing the same}
본 발명은 수광 수자에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인듐안티모나이드 (InSb) 적외선 센서 및 Si 또는 다른 2-6족, 3-5족 화합물 반도체를 이용한 태양전지, 센서 등을 모두 포함하는 수광소자에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 플라즈몬 현상을 유도하는 금속 나노 패턴을 이용하여 감지도 및 양자효율을 향상시킴과 동시에 기존의 광결정(Photonic Crystral) 이 갖는 한계를 극복하는 표면 구조를 갖는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
수광소자는 입사하는 빛에너지를 흡수하여 전자와 홀을 생성하여, 전기적인 에너지로 바꾸는 것을 기본 원리로 하는 반도체 소자를 모두 지칭한다. 이러한 수광 소자로는 태양전지 및 센서 등을 대표적인 예로 들 수 있다.
실리콘(Si)을 포함한 4족 반도체, 인듐안티모나이드(InSb)로 대표되는 3-5족 반도체, 그리고 카드뮴텔러라이드(CdTe)로 대표되는 2-6족 화합물 반도체들은 각각 다른 에너지 밴드갭을 갖기 때문에, 목적 파장대에 따라서 각각 다른 응용분야를 갖는다.
이러한 수광소자의 양자효율을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구로서 T.Ebessen의 연구를 들 수 있다. 즉, 금속 박막에 크기와 간격이 규칙적인 작은 구멍 배열을 표면에 형성하였을 때, 표면 플라즈몬 현상에 의하여 특정 파장대의 빛만 필터링되며, 집속효과에 의해 투과하는 파장의 세기가 증폭된다는 연구결과를 발표하였다. 이후로 이와 유사한 많은 연구가 이루어지고 있다.
하지만, 수광소자의 표면에 금속 나노 구조를 형성하였을 때 기존 대비 빛이 입사하는 면적이 크게 감소하며, 플라즈몬 효과가 입사하는 빛의 각도에 따라 크게 달라지는 한계가 있다.
따라서, 플라즈몬 구조를 수광 소자에 적용하기 위해서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2014-0086934호 2. 한국공개특허번호 제10-2011-0138186호 3. 한국공개특허번호 제10-2009-0064917호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 금속 나노 패턴을 수광소자의 표면에 형성하여 특정 파장에 대한 양자효율 향상과 함께, 금속 나노 패턴이 형성되었을 때 생기는 수광면적의 감소와 양자효율의 각도 의존성 문제를 효과적으로 해결하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 표면에 플라즈몬 유도 구조를 갖는 수광소자의 특성을 향상시키는 수광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 금속 나노 패턴을 수광소자의 표면에 형성하여 특정 파장에 대한 양자효율 향상과 함께, 금속 나노 패턴이 형성되었을 때 생기는 수광면적의 감소와 양자효율의 각도 의존성 문제를 효과적으로 해결하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자를 제공한다.
상기 수광 소자는,
반도체 기판;
상기 반도체 기판의 상단 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부; 및
상기 다수의 수광부 사이에 걸치며, 상기 반도체 기판의 상단 표면상에 접촉 배치되고, 상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 패턴을 갖는 나노 구조물;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 나노 구조물은 표면 플라즈몬 나노 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 나노 구조물은 금속 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 특정 패턴 형태의 간격 또는 크기는 파장 대역에 따라 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 특정 패턴 형태의 높이 또는 형상은 서로 다른 크기 또는 형상을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 특정 패턴 형태는 단면이 기둥 형상, 삼각 형상, 및 등변 사다리꼴 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 수광부는 MAC(Metal-Assited-Chemical) 에칭 방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 MAC 에칭 방식은 에칭을 서서히 하여 상기 다수의 수광부가 형성되도록 하는 느린 에칭(slow etching) 및 에칭을 급속히 진행하여 상기 반도체 기판이 형성되도록 하는 빠른 에칭(fast etching)으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 나노 패턴의 배열, 크기는 파장 대역에 따라 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 측면은, 반도체 웨이퍼를 준비하는 준비 단계; 상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 패턴을 갖는 나노 구조물을 상기 반도체 웨이퍼의 상단 표면상에 패터닝하는 패터닝 단계; 및 상기 반도체 웨이퍼를 에칭하여 반도체 기판의 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부를 형성하는 에칭 단계;를 포함하되, 상기 나노 구조물은 상기 다수의 수광부 사이에 걸치며, 상기 반도체 기판의 표면상에 접촉 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존 플라즈몬 구조가 갖는 수광 면적 감소 및 각도 의존성 문제를 해결할 수 있으며, 수광소자의 양자효율을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 구조 형성 방법이 매우 간단하면서 효율적으로 목적하는 구조를 형성시킬 수 있으므로, 양산기술로서 그 의미가 크다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에서 제안하는 플라즈몬 구조를 갖는 수광소자의 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수광소자를 X-X'축으로 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 목적 파장에 따라 다른 크기와 형상을 갖는 수광부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 목적 파장에 따라 다른 크기와 형상을 갖는 수광부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판 준비 공정의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 패턴 사이로 수광부가 돌출된 구조를 형성하기 위한 에칭 공정의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수광소자를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 및 그 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 수광소자의 표면에 규칙적인 크기 및/또는 배열을 갖는 금속 나노 구조를 형성하였을 때, 플라즈몬 공명 현상에 의해 특정 파장에 대한 양자효율이 향상되는 원리를 응용하여 수광소자의 성능을 향상시킨다. 나아가 금속 나노 구조 사이로 수광부로 사용되는 반도체 물질을 기둥형태로 돌출시키는 구조를 구현함으로써 기존 기술들이 갖는 수광 면적 및 각도 의존성 한계를 해결하는데 그 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에서 제안하는 플라즈몬 구조를 갖는 수광소자의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 수광 소자(100)는, 반도체 기판(110)과, 이 반도체 기판(110)의 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부(111)와, 상기 다수의 수광부(111)사이에 걸치며 상기 반도체 기판(110)의 표면상에 접촉 배치되고, 상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 구조물(120)등을 포함하여 구성된다.
물론, 나노 구조물(120)은 표면 플라즈몬 나노 구조를 갖는다. 특히, 나노 구조물(120)은 금속 물질이 사용된다. 또한, 반도체 기판(110)은 상면에 접하여 투과한 빛을 흡수한다.
나노 구조물로는 일반적으로 플라즈몬 현상을 유도하기 위하여 널리 사용되는 금, 은, 백금 등의 대표적인 귀금속(noble metal)들 뿐만 아니라 구리, 니켈 등과 같은 대부분의 일반적인 금속, 또는 에너지밴드갭이 매우 작아 금속과 유사한 특성을 나타내는 일부 반도체물질 (인듐안티모나이드, 인듐나이트라이드 등) 또한 본 구조물로서 사용이 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 수광소자를 X-X'축으로 절개한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 반도체 기판(110)의 상단에는 특정 패턴 형태로 단면이 기둥 형상인 수광부(111)가 형성된다. 그리고, 이러한 다수의 수광부(111)들 사이에 나노 구조물(120)들이 형성된다. 부연하면, 수광부(111)의 특정 패턴 형태가 반도체 기판(110)의 상단면으로부터 일정한 높이로 돌출된다.
이러한 돌출되는 구조에 의하여 빛이 입사하는 수광 면적을 향상시킬 수 있다. 또한, 입사 각도에 따른 의존성을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 목적 파장에 따라 다른 크기와 형상을 갖는 수광부의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 수광부(311)의 특정 패턴 형태는 이등변 사다리꼴 형상이다. 부연하면, 수광부(311)의 특정 패턴 형태는 목적 파장에 따라 그 형태와 높이, 크기 등이 다른 값을 갖는다.
아울러, 나노 구조물(120)의 배열, 크기, 및/또는 형상과 돌출되는 수광부(311)의 크기 및/또는 형상이 목적 파장에 따라 각각 다른 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 표면 플라즈몬은 빛과 금속 내부의 자유전자와의 상호작용으로 인하여 빛이 금속 경계면에 갇히는 현상이며, 그 결과 전자들의 집단적인 공명을 발생하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 빛을 금속과 유전체 경계면에서 파장크기보다 작은 부피안에 가둠으로써 강한 국부적인 전자기장을 발생하게 하며, 이를 센서 등의 광학소자에 응용할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 특성에 기반을 두고, 광학적으로 두꺼운 금속 필름의 파장보다 작은 크기의 구멍들을 통과하는 광학적 투과를 향상시킬 수 있다. 구체적으로 설명하면, 금속 필름에 각각의 패턴의 형태 (원, 사각형, 삼각형 등), 크기 (일반적으로 파장의 약 1/2 크기를 갖으며, 목적 파장에 따라 다양한 크기를 적용이 가능함) 및 패턴간 간격이 규칙을 갖는, 다수의 작은 구멍들이 주기적으로 배열된 나노패턴을 형성할 경우, 금속 구조물이 안테나의 역할을 수행하여, 집속효과에 의하여 투과율이 비약적으로 향상된다.
따라서, 원하는 파장에서 표면 플라즈몬을 활성화시켜 국부 전자기장의 세기를 강하게 하고, 빛을 작은 영역에 효과적으로 한정시키기 위해서는 디바이스 표면 금속 나노구조물의 격자주기, 구멍깊이, 구멍의 폭과 같은 기하학적 매개변수를 파장에 맡게 조절해야 한다. 일반적으로 플라즈몬 현상 유도를 위한 나노 구조물은 원의 형태를 갖고, 그 지름이 목적 파장의 1/2 이며, 패턴 사이의 간격이 패턴 지름의 2배를 갖도록 설계되지만, 본 발명에서는 이에 국한되지 않는다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 목적 파장에 따라 다른 크기와 형상을 갖는 수광부의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 수광부(411)의 특정 패턴 형태는 이등변 사다리꼴 형상이다. 즉, 측변이 동일하고, 아래에서 위로 갈수록 좁아지는 형상을 띠게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판 준비 공정의 개념도이다. 도 5를 참조하면, 에칭(즉 식각)전 반도체 웨이퍼(510)의 상단면에 나노 구조물(120)이 패터닝된 상태이다. 즉, 반도체 웨이퍼(510)의 표면에 나노 구조물(120)이 패터닝되어 반도체 웨이퍼(510)의 표면상에 나노 패턴이 형성되어 있는 상태이다.
반도체 웨이퍼로는 실리콘(Si)을 포함한 4족 반도체, 인듐안티모나이드(InSb)로 대표되는 3-5족 반도체, 그리고 카드뮴텔러라이드(CdTe)로 대표되는 2-6족 화합물 반도체 등이 사용된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 패턴 사이로 수광부(411)가 돌출된 구조를 형성하기 위한 에칭 공정의 개념도이다. 도 6을 참조하면, 에칭 공정은 화학적 에칭 방식이 사용된다.
일반적으로 반도체 웨이퍼의 화학적 에칭 공정은 먼저 반도체 웨이퍼의 표면을 산화시킨 후, 이 산화막을 녹이는 연속적인 과정으로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에서 응용하는 화학적 에칭 방식으로는 MAC(Metal-Assited-Chemical) 에칭 방식이 사용된다.
이러한 MAC 에칭 방식은 금속 물질을 반도체 웨이퍼 표면에 패터닝하고 특정 에칭 용액, 예를 들면, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2) 혼합용액 등에 넣으면, 표면에 마스크로 형성된 금속이 촉매 역할을 하여 산화제를 환원시키며, 금속과 반도체 계면 근처의 반도체 물질을 구성하는 원자들이 용해 및 식각되어 수직방향으로 금속마스크가 반도체 기판을 파고 들어가며 비등방성 식각이 일어나게 된다. 따라서, 표면에서 반도체 웨이퍼의 산화를 크게 줄이면서, 오히려 금속 마스크 아래 부분에서만 산화를 촉진시킨다. 또한 금속과 반도체 계면에서 용해 및 식각 반응 결과로 발생하는 전자들이 금속마스크 없이 직접적으로 에칭 용액과 접촉하는 반도체 계면으로 이동하여, 산화 및 식각을 억제하는 효과가 발생한다.
이와 같은 원리로, 금속 마스크(미도시) 아래에서만 에칭이 이루어지게 되므로, 본 발명의 일실시예에서 제시하는 바와 같은 도 1 내지 도 4의 돌출 구조가 얻어지게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 방식은 에칭을 서서히 하여 수광부(411)가 형성되도록 하는 느린 에칭(slow etching)(601)과 에칭을 급속히 진행하여 반도체 기판(110)이 형성되도록 하는 빠른 에칭(fast etching)(602)으로 구성된다.
도 6에 대하여 상술하면, 금속 나노구조물이 증착된 반도체 기판을 산화제와 산화물 제거제가 혼합된 에칭용액에 담그면, 도 6에 나타낸 바와 같이 MAC etching이 진행됨에 따라 금속 촉매와 반도체 기판 사이의 계면에서만 선택적으로 반도체 기판의 식각 및 용해가 일어나 금속 나노입자 촉매가 수직 아래 방향으로 파고들게 된다. 에칭 후 기판 표면의 형상, 크기 및 모양이 금속 나노구조물의 것과 같으며 금속 촉매가 일종의 주형(template)으로 작용한다. 이 금속 촉매의 크기 와 모양을 제어함으로써(예를 들어 리소그래피를 이용 하여) 최종 식각 결과물이 원하는 형상이 되도록 조절할 수 있다.
금속 촉매가 덮이지 않은 반도체 기판 표면에서 산화제가, 예를 들어 H2O2, 환 원되는 속도는 매우 작다. 따라서 에칭액 속에서 금속 나노구조물과의 계면을 제외한 나머지 부분의 식각 속도는 무시할 만큼 작다. 반면 반도체 기판과 Au, Ag, Pt 등의 금속 나노구조물과의 계면의 경우, 에칭용액이 촉매표면에서 전자를 전달 받아 환원된다.
이 때, 에칭액을 환원시키는 전자는 금속과 반도체 기판의 계면에서 반도체 기판을 구성하는 원자들이 금속이온 형태로 산화되며, 그 반응결과 생성되는 전자들이다. 이러한 화학반응에 의하여, 금속/반도체 계면에서의 빠른 에칭과 기타 부분에서의 느린 에칭이 동시에 일어나게 된다.
결과적으로 MAC etching 과정은 환원반응과 산화반응이 동시에 쌍을 이루어 일어나는 일종의 마이크로 전지(micro galvanic cell)라고 볼 수 있다. 이 때 금속 촉매와 공간적으로 가까운 곳에 있는 반도체 물질이 전자를 내어 산화되며 녹아 나가기 때문에 기판의 국부 식각(localized etching)이 일어난다.
이와 함께 전자 전달에 수반 되는 물질 이동(mass transfer)이 일어나는데, MAC 에칭 과정의 초기에 금속 촉 매 바로 아래에 기공성(porous) 반도체 영역이 생성되어 물질 이동을 촉진시킨다.
MAC 에칭이 진행됨에 따라 금속 촉매가 반도체 기판 속으로 파고들어 가는데, 이것이 비등방성 식각을 유도하는 근본 원인이다. 일정 시간 동안 비등방성 식각이 진행되면 높은 종횡비를 갖는 나노 구조가 표면에 생성된 기판을 얻을 수 있다. 나노 구조의 수직 방향 길이는 식각 시간 및 에칭액의 성분 및 조성 등으로 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수광소자를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 반도체 웨이퍼(도 5의 510)를 준비한다(단계 S710).
반도체 웨이퍼(510)가 준비되었으면, 반도체 웨이퍼(510)의 상단면에 나노 구조물(도 5의 120)을 패터닝하여 나노 패턴을 형성한다(단계 S710).
이후, 금속 마스크(미도시)를 이용하여 느린 에칭과 빠른 에칭을 수행한다(단계 S730). 부연하면, 나노 구조물(120)의 나노 패턴 사이로 반도체 웨이퍼 물질이 기둥형태로 돌출되도록 수광부(도 6의 411)를 특수한 에칭 용액에 넣어 MAC(Metal-Assisted-Chemical) 에칭 방식을 이용하여 에칭한다.
100: 수광 소자
110: 반도체 기판
111, 311, 411: 수광부
120: 나노 구조물
510: 반도체 웨이퍼

Claims (15)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 상단 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부; 및
    상기 다수의 수광부 사이에 걸치며, 상기 반도체 기판의 상단 표면상에 접촉 배치되고, 상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 패턴을 갖는 나노 구조물;을 포함하며,
    상기 나노 구조물은 금속 물질이고,
    상기 다수의 수광부는 MAC(Metal-Assited-Chemical) 에칭 방식에 의해 형성되며,
    상기 MAC 에칭 방식은 에칭을 서서히 하여 상기 다수의 수광부가 형성되도록 하는 느린 에칭(slow etching) 및 에칭을 급속히 진행하여 상기 나노 구조물이 형성되도록 하는 빠른 에칭(fast etching)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조물은 표면 플라즈몬 나노 구조인 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 패턴 형태의 간격 또는 크기는 파장 대역에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 패턴 형태의 높이 또는 형상은 서로 다른 크기 또는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 패턴 형태는 단면이 기둥 형상, 삼각 형상, 및 등변 사다리꼴 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 패턴의 배열, 크기는 파장 대역에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자.
  10. 반도체 웨이퍼를 준비하는 준비 단계;
    상면에 플라즈몬 현상을 유도하는 나노 패턴을 갖는 나노 구조물을 상기 반도체 웨이퍼의 상단 표면상에 패터닝하는 패터닝 단계; 및
    상기 반도체 웨이퍼를 에칭하여 반도체 기판의 표면상에 돌출되는 특정 패턴 형태를 갖는 다수의 수광부를 형성하는 에칭 단계;를 포함하되,
    상기 나노 구조물은 상기 다수의 수광부 사이에 걸치며, 상기 반도체 기판의 표면상에 접촉 배치되며,
    상기 나노 구조물은 금속 물질이고,
    상기 다수의 수광부는 MAC(Metal-Assited-Chemical) 에칭 방식에 의해 형성되며,
    상기 MAC 에칭 방식은 에칭을 서서히 하여 상기 다수의 수광부가 형성되도록 하는 느린 에칭(slow etching) 및 에칭을 급속히 진행하여 상기 나노 구조물이 형성되도록 하는 빠른 에칭(fast etching)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 나노 구조물은 표면 플라즈몬 나노 구조인 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 특정 패턴 형태의 간격 또는 크기는 파장 대역에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈몬 구조를 이용한 수광 소자 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
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