KR102110369B1 - Electro-optic modulator and optic transmossion modulator including the same - Google Patents

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Abstract

전광 변환기는 반도체 기판, 코어 영역 및 슬랩 영역을 포함한다. 코어 영역은 반도체 기판 상에 배치되고, 제1 저농도 도핑 영역, 제2 저농도 도핑 영역 및 제1 저농도 도핑 영역 및 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역을 포함한다. 슬랩 영역들은 코어 영역에 접하고 반도체 기판 상에 배치된다. 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.The all-optical converter includes a semiconductor substrate, a core region and a slab region. The core region includes a high concentration doped region disposed on the semiconductor substrate and disposed between the first low concentration doped region, the second low concentration doped region, and the first low concentration doped region and the second low concentration doped region. The slab regions contact the core region and are disposed on the semiconductor substrate. When a reverse bias voltage is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

Description

전광 변환기 및 이를 포함하는 광 전송 변환 장치{ELECTRO-OPTIC MODULATOR AND OPTIC TRANSMOSSION MODULATOR INCLUDING THE SAME} An all-optical converter and an optical transmission conversion device including the same ELECTRO-OPTIC MODULATOR AND OPTIC TRANSMOSSION MODULATOR INCLUDING THE SAME

본 발명은 메모리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전광 변환기 및 이를 포함하는 광전송 변환 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a memory device, and more particularly, to an all-optical converter and an optical transmission conversion device including the same.

최근 반도체 집적 기술의 발달에 따라서 프로세서, 메모리 장치, 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 전자 장치들의 고성능화 및 고속화가 진행되고 있다. Recently, with the development of semiconductor integrated technology, high-performance and high-speed of various electronic devices, such as a processor, a memory device, and a display device, are progressing.

전자 장치들의 고성능화 및 고속화를 위하여 전기적인 전송 라인을 사용하면 전송 라인에 따라 전송 속도의 차이가 있을 수 있으나 전송 속도를 높이는 데에 한계가 있다. 따라서 광 전송을 통하여 데이터의 전송 속도를 높이려는 다양한 시도들이 이루어지고 있다. If an electric transmission line is used for high performance and high speed of electronic devices, there may be a difference in transmission speed depending on the transmission line, but there is a limit in increasing the transmission speed. Therefore, various attempts have been made to increase the transmission speed of data through optical transmission.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시키는 전광 변환기를 제공하는 것이다. One object of the present invention to solve the above problems is to provide an all-optical converter that increases the operating speed of the system and reduces power consumption.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 전광 변환기를 포함하는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시키는 광전송 변환 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide an optical transmission conversion apparatus for increasing the operating speed of the system including the all-optical converter and reducing power consumption.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 변환기는 반도체 기판, 코어 영역 및 슬랩 영역을 포함한다. 상기 코어 영역은 상기 반도체 기판 상에 배치되고, 제1 저농도 도핑 영역, 제2 저농도 도핑 영역 및 상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역을 포함한다. 상기 슬랩 영역들은 상기 코어 영역에 접하고 상기 반도체 기판 상에 배치된다. In order to achieve one object of the present invention, an all-optical converter according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a core region, and a slab region. The core region is disposed on the semiconductor substrate and includes a first low concentration doped region, a second low concentration doped region, and a high concentration doped region disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region. The slab regions contact the core region and are disposed on the semiconductor substrate.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 코어 영역은 광 신호들에 대해서 웨이브가이드(waveguide)로서 동작할 수 있다. In an exemplary embodiment, the core region may act as a waveguide for optical signals.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 고농도 도핑 영역은 제1 고농도 도핑 영역 및 제2 고농도 도핑 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1고농도 도핑 영역은 상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되고 상기 제1 저농도 도핑 영역과 접할 수 있다. 상기 제2 고농도 도핑 영역은 상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되고 상기 제2 저농도 도핑 영역과 접할 수 있다. 상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 고농도 도핑 영역은 서로 접할 수 있다. In an exemplary embodiment, the high concentration doped region may include a first high concentration doped region and a second high concentration doped region. The first high concentration doped region may be disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region and may contact the first low concentration doped region. The second high concentration doping region may be disposed between the first high concentration doping region and the second low concentration doping region and may contact the second low concentration doping region. The first high concentration doped region and the second high concentration doped region may contact each other.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 코어 영역에 포함되는 상기 제1 저농도 도핑 영역, 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역은 제 1 방향으로 배치되고 상기 제2 저농도 도핑 영역이 상기 반도체 기판과 접할 수 있다. In an exemplary embodiment, the first low concentration doping region, the first high concentration doping region, the second high concentration doping region, and the second low concentration doping region included in the core region are disposed in a first direction and the second A low concentration doped region may contact the semiconductor substrate.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고, 상기 제1 저농도 도핑 영역은 피-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region is lower than the impurity concentration of the high concentration doped region, and the first low concentration doped region can be doped with a p-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고, 상기 제2 저농도 도핑 영역은 엔-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the second low concentration doped region is lower than the impurity concentration of the high concentration doped region, and the second low concentration doped region may be doped with an n-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역이 상기 피-타입 불순물로 도핑되는 경우, 상기 제1 고농도 도핑 영역은 상기 피-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, when the first low concentration doped region is doped with the blood-type impurity, the first high concentration doped region may be doped with the blood-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 저농도 도핑 영역이 상기 엔-타입 불순물로 도핑되는 경우, 상기 제2 고농도 도핑 영역은 상기 엔-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, when the second low concentration doped region is doped with the N-type impurity, the second high concentration doped region may be doped with the N-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 제1 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고, 상기 제1 저농도 도핑 영역은 엔-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region is lower than the impurity concentration of the first high concentration doped region, and the first low concentration doped region can be doped with an n-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 제2 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고, 상기 제2 저농도 도핑 영역은 피-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the second low concentration doped region is lower than the impurity concentration of the second high concentration doped region, and the second low concentration doped region may be doped with a blood-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역이 상기 엔-타입 불순물로 도핑되는 경우, 상기 제1 고농도 도핑 영역은 상기 엔-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, when the first low concentration doping region is doped with the N-type impurity, the first high concentration doping region may be doped with the N-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 저농도 도핑 영역이 상기 피-타입 불순물로 도핑되는 경우, 상기 제2 고농도 도핑 영역은 상기 피-타입 불순물로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, when the second low concentration doped region is doped with the blood-type impurity, the second high concentration doped region may be doped with the blood-type impurity.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 동작 전압을 인가할 수 있다. In an exemplary embodiment, an operating voltage may be applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 동작 전압에 기초하여 상기 코어 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. In an exemplary embodiment, the width of the depletion region included in the core region may be adjusted based on the operating voltage.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역과 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 인가되는 상기 동작 전압이 접지 전압인 경우, 상기 공핍 영역의 폭은 고농도 도핑 영역의 폭보다 작을 수 있다. In an exemplary embodiment, when the operating voltage applied between the first low concentration doping region and the second low concentration doping region is a ground voltage, the width of the depletion region may be smaller than the width of the high concentration doping region.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 동작 전압이 역 바이어스 전압인 경우, 상기 역 바이어스 전압이 증가함에 따라 상기 공핍 영역의 폭은 증가할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the operating voltage is a reverse bias voltage, the width of the depletion region may increase as the reverse bias voltage increases.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 공핍 영역의 폭이 변동함에 따라 상기 코어 영역의 광 손실이 변동할 수 있다. In an exemplary embodiment, as the width of the depletion region changes, light loss of the core region may fluctuate.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 코어 영역의 상기 광 손실이 변동함에 따라 송신 광 신호의 세기가 조절될 수 있다. In an exemplary embodiment, the intensity of the transmitted optical signal may be adjusted as the optical loss of the core region fluctuates.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 코어 영역의 폭은 상기 슬랩 영역의 폭보다 크고, 상기 전광 변환기에 포함되는 반도체 막은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨-비소(GaAs) 및 이들의 조합 중 선택된 하나로 구현될 수 있다. In an exemplary embodiment, the width of the core region is greater than the width of the slab region, and the semiconductor film included in the all-optical converter includes silicon (Si), germanium (Ge), gallium-arsenide (GaAs), and combinations thereof. It can be implemented as a selected one.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 코어 영역에 포함되는 상기 제1 저농도 도핑 영역, 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역은 제 1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배치될 수 있다. In an exemplary embodiment, the first low concentration doping region, the first high concentration doping region, the second high concentration doping region, and the second low concentration doping region included in the core region are in a second direction perpendicular to the first direction. Can be placed as

예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 저농도 도핑 영역과 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 인가되는 동작 전압에 기초하여 상기 코어 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. In an exemplary embodiment, the width of the depletion region included in the core region may be adjusted based on an operating voltage applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 동작 전압이 역 바이어스 전압인 경우, 상기 역 바이어스 전압이 증가함에 따라 상기 공핍 영역의 폭은 증가할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the operating voltage is a reverse bias voltage, the width of the depletion region may increase as the reverse bias voltage increases.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 변환 장치는 전광 변환기를 포함한다. 상기 전광 변환기는 반도체 기판, 코어 영역 및 슬랩 영역을 포함한다. 상기 코어 영역은 상기 반도체 기판 상에 배치되고, 제1 저농도 도핑 영역, 제2 저농도 도핑 영역 및 상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역을 포함한다. 상기 슬랩 영역들은 상기 코어 영역에 접하고 상기 반도체 기판 상에 배치된다.An optical transmission conversion apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving an object of the present invention includes an all-optical converter. The all-optical converter includes a semiconductor substrate, a core region, and a slab region. The core region is disposed on the semiconductor substrate and includes a first low concentration doped region, a second low concentration doped region, and a high concentration doped region disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region. The slab regions contact the core region and are disposed on the semiconductor substrate.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전광 변환기의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 전광 변환기에 접지 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 전광 변환기에 역 바이어스 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역 및 슬랩 영역의 폭을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 변환기의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 7의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 7의 전광 변환기에 접지 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 7의 전광 변환기에 역 바이어스 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 광전송 변환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 광전송 변환 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 광전송 변환 장치를 모바일 장치에 응용한 예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 광전송 변환 장치를 컴퓨팅 시스템에 응용한 예를 나타내는 블록도이다.
1 is a cross-sectional view showing a vertical structure of an all-optical converter according to embodiments of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an example of a core region included in the all-optical converter of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating another example of the core region included in the all-optical converter of FIG. 1.
4 is a view for explaining a case in which the ground voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 1.
5 is a view for explaining a case in which a reverse bias voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 1.
6 is a view showing the widths of the core region and the slab region included in the all-optical converter of FIG. 1.
7 is a cross-sectional view showing a vertical structure of an all-optical converter according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating an example of a core region included in the all-optical converter of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view illustrating another example of the core region included in the all-optical converter of FIG. 7.
10 is a view for explaining a case in which the ground voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 7.
11 is a view for explaining a case in which a reverse bias voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 7.
12 is a block diagram showing an optical transmission conversion apparatus according to embodiments of the present invention.
13 is a block diagram illustrating a memory system including the optical transmission converter of FIG. 12.
14 is a block diagram illustrating an example in which an optical transmission conversion device according to embodiments of the present invention is applied to a mobile device.
15 is a block diagram illustrating an example in which an optical transmission conversion device is applied to a computing system according to embodiments of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are exemplified only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention can be implemented in various forms and the text It is not to be construed as being limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously changed and can have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. Other expressions that describe the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not preclude the presence or addition possibilities of, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in the commonly used dictionary, should be interpreted as meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전광 변환기의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a vertical structure of an all-optical converter according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 전광 변환기(10)는 반도체 기판(100), 코어 영역(300) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 코어 영역(300)은 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 코어 영역(300)은 반도체 기판(100) 상에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역을 포함한다. Referring to FIG. 1, the all-optical converter 10 includes a semiconductor substrate 100, a core region 300, and slab regions 510 and 530. The core region 300 includes a first low concentration doped region 310, a second low concentration doped region 330, and a high concentration doped region 350. The core region 300 is disposed on the semiconductor substrate 100. The high concentration doped region 350 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330. The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region.

제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(p-type dopant, PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(n-type dopant, NTD)로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.The first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330 may be doped with different types of impurities. For example, the first low-concentration doping region 310 may be doped with a p-type dopant (PTD). When the first low concentration doping region 310 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doping region 330 may be doped with n-type dopant (NTD). For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with N-type impurities (NTD). When the first low concentration doping region 310 is doped with an N-type impurity (NTD), the second low concentration doping region 330 may be doped with a P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함할 수 있다. 제1고농도 도핑 영역(351)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제1 저농도 도핑 영역(310)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(330)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)은 서로 접할 수 있다. In an exemplary embodiment, the high concentration doped region 350 may include a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330 and may contact the first low concentration doped region 310. The second high concentration doped region 353 is disposed between the first high concentration doped region 351 and the second low concentration doped region 330 and may contact the second low concentration doped region 330. The first high concentration doped region 351 and the second high concentration doped region 353 may contact each other.

고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함한다. 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 and the second high concentration doped region 353 may be doped with different types of impurities. For example, the first high concentration doping region 351 may be doped with a P-type impurity (PTD). When the first high concentration doped region 351 is doped with a P-type impurity (PTD), the second high concentration doped region 353 may be doped with an N-type impurity (NTD). For example, the first high concentration doping region 351 may be doped with an N-type impurity NTD. When the first high concentration doping region 351 is doped with an N-type impurity (NTD), the second high concentration doping region 353 may be doped with a P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(300)에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역(310), 제1 고농도 도핑 영역(351), 제2 고농도 도핑 영역(353) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)은 제1 방향(D1)으로 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(330)이 반도체 기판(100)과 접할 수 있다.In the exemplary embodiment, the first low concentration doping region 310, the first high concentration doping region 351, the second high concentration doping region 353 and the second low concentration doping region 330 included in the core region 300 are Is disposed in the first direction D1 and the second low concentration doped region 330 may contact the semiconductor substrate 100.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(reverse bias voltage, RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(depletion region, DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다.When a reverse bias voltage (RBV) is applied between the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330, the high concentration doping region 350 is included based on the reverse bias voltage RBV. The width of the depletion region (DR) can be adjusted. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD). In this case, the voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be lower than the voltage applied to the second low concentration doped region 330. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 330 may be doped with a P-type impurity PTD. In this case, the voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 330.

슬랩 영역들(510, 530)은 코어 영역(300)에 접하고 반도체 기판(100) 상에 배치된다. 슬랩 영역들(510, 530)은 제1 슬랩 영역(510) 및 제2 슬랩 영역(530)을 포함할 수 있다. 제1 슬랩 영역(510) 및 제2 슬랩 영역(530)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 슬랩 영역(510)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 슬랩 영역(510)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 슬랩 영역(530)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. The slab regions 510 and 530 contact the core region 300 and are disposed on the semiconductor substrate 100. The slab regions 510 and 530 may include a first slab region 510 and a second slab region 530. The first slab region 510 and the second slab region 530 may be doped with different types of impurities. For example, the first slab region 510 may be doped with P-type impurity (PTD). When the first slab region 510 is doped with P-type impurity PTD, the second slap region 530 may be doped with N-type impurity NTD.

예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(300)은 광 신호들에 대해서 웨이브가이드로서 동작할 수 있다. In an exemplary embodiment, the core region 300 may act as a waveguide for optical signals.

전광 변환기(10)는 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기(10)는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다. The all-optical converter 10 has a high concentration doping region 350 disposed between the first low concentration doping region 310, the second low concentration doping region 330, and the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330. ). When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, the width of the depletion region DR included in the high concentration doped region 350 may be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted. The all-optical converter 10 according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 2는 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 일 예를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an example of a core region included in the all-optical converter of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 코어 영역(300a)은 저농도 도핑 영역(310, 330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(310, 330)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함할 수 있다.  Referring to FIG. 2, the core region 300a may include low concentration doping regions 310 and 330 and high concentration doping regions 350. The low concentration doped regions 310 and 330 may include a first low concentration doped region 310 and a second low concentration doped region 330, and the high concentration doped regions 350 may include a first high concentration doped region 351 and a second. A high concentration doped region 353 may be included.

예를 들어, 제1 저농도 도핑 영역(310)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제1 저농도 도핑 영역(310)은 저농도 피-타입 도핑 영역(low concentration p-doping region, LPR)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 저농도 엔-타입 도핑 영역(low concentration n-doping region, LNR)일 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 고농도 피-타입 도핑 영역(high concentration p-doping region, HPR)일 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 고농도 엔-타입 도핑 영역(high concentration n-doping region, HNR)일 수 있다.For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the first low concentration doping region 310 may be a low concentration p-doping region (LPR). ). The second low concentration doped region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the second low concentration doped region 330 may be a low concentration n-doping region (LNR). . The first high concentration doped region 351 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the first high concentration doped region 351 may be a high concentration p-doping region (HPR). . The second high concentration doped region 353 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the second high concentration doped region 353 may be a high concentration n-doping region (HNR). .

제1 고농도 도핑 영역(351)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제1 저농도 도핑 영역(310)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(330)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)은 서로 접할 수 있다. The first high concentration doped region 351 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330 and may contact the first low concentration doped region 310. The second high concentration doped region 353 is disposed between the first high concentration doped region 351 and the second low concentration doped region 330 and may contact the second low concentration doped region 330. The first high concentration doped region 351 and the second high concentration doped region 353 may contact each other.

예를 들어 제1 방향(D1)을 기준으로 코어 영역(300a)의 가장 아래 층은 제2 저농도 도핑 영역(330)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)위에 배치될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제2 고농도 도핑 영역(353)위에 배치될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제2 고농도 도핑 영역(353)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 제1 고농도 도핑 영역(351)위에 배치될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 제1 고농도 도핑 영역(351)과 접할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. For example, the lowermost layer of the core region 300a based on the first direction D1 may be the second low concentration doped region 330. The second low concentration doping region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD). The second high concentration doped region 353 may be disposed on the second low concentration doped region 330. The second high concentration doped region 353 may contact the second low concentration doped region 330. The second high concentration doped region 353 may be doped with N-type impurities (NTD). The first high concentration doped region 351 may be disposed on the second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 may contact the second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 may be doped with a P-type impurity (PTD). The first low concentration doping region 310 may be disposed on the first high concentration doping region 351. The first low concentration doping region 310 may contact the first high concentration doping region 351. The first low-concentration doping region 310 may be doped with P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)의 불순물 농도는 제1 고농도 도핑 영역(351)의 불순물 농도 보다 낮고, 제2 저농도 도핑 영역(330)의 불순물 농도는 제2 고농도 도핑 영역(353)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doping region 310 is lower than the impurity concentration of the first high concentration doping region 351, and the impurity concentration of the second low concentration doping region 330 is the second high concentration doping region. It may be lower than the impurity concentration of (353).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)의 불순물 농도는 고농도 도핑 영역(350)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. 고농도 도핑 영역(350)의 불순물 농도가 높으면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 캐리어의 밀도가 높을 수 있다. 캐리어의 밀도가 높으면 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제1 저농도 도핑 영역(310)보다 피-타입 불순물(PTD)이 많을 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)에 피-타입 불순물(PTD)이 많으면 제1 고농도 도핑 영역(351)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)보다 엔-타입 불순물(NTD)이 많을 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)에 엔-타입 불순물(NTD)이 많으면 제2 고농도 도핑 영역(353)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다.In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region 310 may be lower than the impurity concentration of the high concentration doped region 350. When the impurity concentration in the high concentration doped region 350 is high, the density of carriers included in the high concentration doped region 350 may be high. When the carrier density is high, transmission of an optical signal can be prevented. For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with P-type impurity (PTD). In this case, the first high concentration doped region 351 may have more P-type impurities (PTD) than the first low concentration doped region 310. When the P-type impurity PTD is high in the first high-concentration doping region 351, transmission of an optical signal through the first high-concentration doping region 351 may be prevented. For example, the second low concentration doping region 330 may be doped with N-type impurities (NTD). In this case, the second high-concentration doping region 353 may have more N-type impurities (NTD) than the second low-concentration doping region 330. When the second high-concentration doping region 353 has a large amount of N-type impurities NTD, transmission of an optical signal through the second high-concentration doping region 353 may be prevented.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(350)에 공핍 영역(DR)이 형성될 수 있다. 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, a depletion region included in the high concentration doped region 350 based on the reverse bias voltage RBV ( DR) can be adjusted in width. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD). The voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be lower than the voltage applied to the second low concentration doped region 330. A depletion region DR may be formed in the high concentration doped region 350 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330. When a bias voltage is applied, the width of the depletion region DR included in the high concentration doping region 350 can be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 저농도 도핑 영역(330)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. In an exemplary embodiment, when the first low concentration doped region 310 is doped with a blood-type impurity (PTD), the first high concentration doped region 351 may be doped with a blood-type impurity (PTD). In another embodiment, when the second low concentration doped region 330 is doped with an N-type impurity NTD, the second high concentration doped region 353 may be doped with an N-type impurity NTD.

전광 변환기에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region included in the all-optical converter, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 3은 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating another example of the core region included in the all-optical converter of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 코어 영역(300b)은 저농도 도핑 영역(310, 330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(310, 330)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the core region 300b may include low concentration doping regions 310 and 330 and high concentration doping regions 350. The low concentration doped regions 310 and 330 may include a first low concentration doped region 310 and a second low concentration doped region 330, and the high concentration doped regions 350 may include a first high concentration doped region 351 and a second. A high concentration doped region 353 may be included.

예를 들어, 제1 저농도 도핑 영역(310)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제1 저농도 도핑 영역(310)은 저농도 엔-타입 도핑 영역(LNR)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 저농도 피-타입 도핑 영역(LPR)일 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 고농도 엔-타입 도핑 영역(HNR)일 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 고농도 피-타입 도핑 영역(HPR)일 수 있다.For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the first low concentration doping region 310 may be a low concentration N-type doping region (LNR). The second low concentration doped region 330 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the second low concentration doped region 330 may be a low concentration doped-type doped region (LPR). The first high concentration doping region 351 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the first high concentration doping region 351 may be a high concentration N-type doping region (HNR). The second high concentration doped region 353 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the second high concentration doped region 353 may be a high concentration doped-type doped region (HPR).

예를 들어 제1 방향(D1)을 기준으로 코어 영역(300b)의 가장 아래 층은 제2 저농도 도핑 영역(330)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)위에 배치될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제2 고농도 도핑 영역(353)위에 배치될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제2 고농도 도핑 영역(353)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 제1 고농도 도핑 영역(351)위에 배치될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 제1 고농도 도핑 영역(351)과 접할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. For example, the bottom layer of the core region 300b based on the first direction D1 may be the second low concentration doped region 330. The second low-concentration doping region 330 may be doped with P-type impurity (PTD). The second high concentration doped region 353 may be disposed on the second low concentration doped region 330. The second high concentration doped region 353 may contact the second low concentration doped region 330. The second high concentration doped region 353 may be doped with P-type impurity (PTD). The first high concentration doped region 351 may be disposed on the second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 may contact the second high concentration doped region 353. The first high concentration doping region 351 may be doped with an N-type impurity (NTD). The first low concentration doping region 310 may be disposed on the first high concentration doping region 351. The first low concentration doping region 310 may contact the first high concentration doping region 351. The first low concentration doping region 310 may be doped with an N-type impurity (NTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)의 불순물 농도는 고농도 도핑 영역(350)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. 고농도 도핑 영역(350)의 불순물 농도가 높으면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 캐리어의 밀도가 높을 수 있다. 캐리어의 밀도가 높으면 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 제1 저농도 도핑 영역(310)보다 엔-타입 불순물(NTD)이 많을 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)에 엔-타입 불순물(NTD)이 많으면 제1 고농도 도핑 영역(351)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제2 저농도 도핑 영역(330)보다 피-타입 불순물(PTD)이 많을 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)에 피-타입 불순물(PTD)이 많으면 제2 고농도 도핑 영역(353)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다.In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region 310 may be lower than the impurity concentration of the high concentration doped region 350. When the impurity concentration in the high concentration doped region 350 is high, the density of carriers included in the high concentration doped region 350 may be high. When the carrier density is high, transmission of an optical signal can be prevented. For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with an N-type impurity (NTD). In this case, the first high-concentration doping region 351 may have more N-type impurities (NTD) than the first low-concentration doping region 310. When the N-type impurity NTD is high in the first high-concentration doping region 351, transmission of an optical signal through the first high-concentration doping region 351 may be prevented. For example, the second low-concentration doping region 330 may be doped with P-type impurity (PTD). In this case, the second high concentration doped region 353 may have more P-type impurities (PTD) than the second low concentration doped region 330. When the second high-concentration doped region 353 has a large amount of P-type impurities (PTD), transmission of an optical signal through the second high-concentration doped region 353 may be prevented.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(350)에 공핍 영역(DR)이 형성될 수 있다. 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, a depletion region included in the high concentration doped region 350 based on the reverse bias voltage RBV ( DR) can be adjusted in width. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 330 may be doped with a P-type impurity PTD. The voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 330. A depletion region DR may be formed in the high concentration doped region 350 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330. When a bias voltage is applied, the width of the depletion region DR included in the high concentration doping region 350 can be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제1 고농도 도핑 영역(351)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 저농도 도핑 영역(330)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.In an exemplary embodiment, when the first low concentration doping region 310 is doped with an N-type impurity NTD, the first high concentration doping region 351 may be doped with an N-type impurity NTD. In another embodiment, when the second low-concentration doped region 330 is doped with a P-type impurity (PTD), the second high-concentration doped region 353 may be doped with a P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 동작 전압을 인가할 수 있다. In an exemplary embodiment, an operating voltage may be applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330.

예시적인 실시예에 있어서, 동작 전압에 기초하여 코어 영역(300b)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. In an exemplary embodiment, the width of the depletion region DR included in the core region 300b may be adjusted based on the operating voltage.

도 4는 도 1의 전광 변환기에 접지 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a case in which the ground voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 1.

도 4를 참조하면, 전광 변환기(10)는 반도체 기판(100), 코어 영역(300) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 코어 영역(300)은 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 코어 영역(300)은 반도체 기판(100) 상에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the all-optical converter 10 includes a semiconductor substrate 100, a core region 300, and slab regions 510 and 530. The core region 300 includes a first low concentration doped region 310, a second low concentration doped region 330, and a high concentration doped region 350. The core region 300 is disposed on the semiconductor substrate 100. The high concentration doped region 350 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330. The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 바이어스 전압을 인가하면, 바이어스 전압에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(352)의 폭(DW)이 조절될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 인가되는 동작 전압이 접지 전압인 경우, 공핍 영역(352)의 폭(DW)은 고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)보다 작을 수 있다. When a bias voltage is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, the width DW of the depletion region 352 included in the high concentration doped region 350 is based on the bias voltage. Can be adjusted. In an exemplary embodiment, when the operating voltage applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330 is a ground voltage, the width DW of the depletion region 352 is a high concentration doped region. It may be smaller than the width (HDW) of (350).

고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)은 제1 고농도 도핑 영역(351)의 폭 및 제2 고농도 도핑 영역(353)의 폭을 합한 길이에 해당할 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되고, 제2 고농도 도핑 영역(353)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우 제1 고농도 도핑 영역(351)의 폭은 고농도 피-타입 도핑 영역(HPR)의 폭이고, 제2 고농도 도핑 영역(353)의 폭은 고농도 엔-타입 도핑 영역(HNR)의 폭일 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되고, 제2 고농도 도핑 영역(353)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우 제1 고농도 도핑 영역(351)의 폭은 고농도 엔-타입 도핑 영역(HNR)의 폭이고, 제2 고농도 도핑 영역(353)의 폭은 고농도 피-타입 도핑 영역(HPR)의 폭일 수 있다.The width HDW of the high concentration doped region 350 may correspond to the length of the width of the first high concentration doped region 351 and the width of the second high concentration doped region 353. For example, when the first high concentration doped region 351 is doped with a P-type impurity (PTD), and the second high concentration doped region 353 is doped with an N-type impurity (NTD), the first high concentration doped region 351 ) May be the width of the high-concentration doped-type doped region HPR, and the width of the second high-concentration doped region 353 may be the width of the high-concentration doped-type doped region HNR. For example, when the first high concentration doped region 351 is doped with N-type impurity NTD, and the second high concentration doped region 353 is doped with P-type impurity PTD, the first high concentration doped region 351 ) May be the width of the high concentration N-type doped region HNR, and the width of the second high concentration doped region 353 may be the width of the high concentration doped-type doped region HPR.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)이 인가되는 경우, 공핍 영역(352)의 폭(DW)이 증가할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 인가되는 동작 전압이 접지 전압이면, 공핍 영역(352)의 폭(DW)은 고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)보다 작을 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, the width DW of the depletion region 352 may increase. When the operating voltage applied between the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330 is a ground voltage, the width DW of the depletion region 352 is the width HDHD of the high concentration doping region 350. It can be smaller.

전광 변환기에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region included in the all-optical converter, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 5는 도 1의 전광 변환기에 역 바이어스 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a case in which a reverse bias voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 1.

도 5를 참조하면, 전광 변환기(10)는 반도체 기판(100), 코어 영역(300) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 코어 영역(300)은 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the all-optical converter 10 includes a semiconductor substrate 100, a core region 300, and slab regions 510 and 530. The core region 300 includes a first low concentration doped region 310, a second low concentration doped region 330, and a high concentration doped region 350. The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(352)의 폭(DW)이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(350)에 공핍 영역(352)이 형성될 수 있다. 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(352)의 폭(DW)을 조절할 수 있다. 공핍 영역(352)의 폭(DW)이 조절되면, 공핍 영역(352)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, a depletion region included in the high concentration doped region 350 based on the reverse bias voltage RBV ( The width DW of 352) may be adjusted. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 330 may be doped with a P-type impurity PTD. The voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 330. A depletion region 352 may be formed in the high concentration doping region 350 by a reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330. When the reverse bias voltage RBV is applied, the width DW of the depletion region 352 included in the high concentration doping region 350 may be adjusted. When the width DW of the depletion region 352 is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region 352 may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 동작 전압이 역 바이어스 전압(RBV)인 경우, 역 바이어스 전압(RBV)이 증가함에 따라 공핍 영역(352)의 폭(DW)은 증가할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the operating voltage is the reverse bias voltage RBV, the width DW of the depletion region 352 may increase as the reverse bias voltage RBV increases.

예시적인 실시예에 있어서, 공핍 영역(352)의 폭이 변동함에 따라 코어 영역(300)의 광 손실이 변동할 수 있다. In an exemplary embodiment, the optical loss of the core region 300 may fluctuate as the width of the depletion region 352 fluctuates.

예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(300)의 상기 광 손실이 변동함에 따라 송신 광 신호의 세기가 조절될 수 있다. In an exemplary embodiment, the intensity of the transmitted optical signal may be adjusted as the optical loss of the core region 300 fluctuates.

도 6은 도 1의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역 및 슬랩 영역의 폭을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the widths of the core region and the slab region included in the all-optical converter of FIG. 1.

도 6을 참조하면 전광 변화기는 전광 변환기(10)는 반도체 기판(100), 코어 영역(300) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(300)의 폭(CW)은 슬랩 영역(510, 530)의 폭(SW)보다 클 수 있다. 코어 영역(300)의 폭(CW)은 제1 방향(D1)을 기준으로 반도체 기판(100)으로부터 코어 영역(300)의 상단까지의 길이일 수 있다. 코어 영역(300)은 저농도 도핑 영역(310, 330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(310, 330)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함할수 있다. Referring to FIG. 6, the all-optical converter 10 includes the semiconductor substrate 100, the core region 300, and the slab regions 510 and 530. In an exemplary embodiment, the width CW of the core region 300 may be greater than the width SW of the slab regions 510 and 530. The width CW of the core region 300 may be a length from the semiconductor substrate 100 to the top of the core region 300 based on the first direction D1. The core region 300 may include low concentration doping regions 310 and 330 and high concentration doping regions 350. The low concentration doped regions 310 and 330 may include a first low concentration doped region 310 and a second low concentration doped region 330, and the high concentration doped regions 350 may include a first high concentration doped region 351 and a second. A high concentration doped region 353 may be included.

예를 들어, 코어 영역(300)의 폭(CW)은 저농도 도핑 영역(310, 330)의 폭과 고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)을 합한 값일 수 있다. 저농도 도핑 영역(310, 330)의 폭은 저농도 도핑 영역(310, 330)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)은 고농도 도핑 영역(350)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 저농도 도핑 영역(310, 330)의 폭은 제1 저농도 도핑 영역(310)의 폭과 제2 저농도 도핑 영역(330)을 합한 값일 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)의 폭은 제1 저농도 도핑 영역(310)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(330)의 폭은 제2 저농도 도핑 영역(330)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 고농도 도핑 영역(350)의 폭(HDW)은 제1 고농도 도핑 영역(351)의 폭과 제2 고농도 도핑 영역(353)의 폭을 합한 값일 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)의 폭은 제1 고농도 도핑 영역(351)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)의 폭은 제2 고농도 도핑 영역(353)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. 슬랩 영역(510, 530)의 폭(SW)은 슬랩 영역(510, 530)의 제1 방향(D1) 길이일 수 있다. For example, the width CW of the core region 300 may be a sum of the widths of the low concentration doped regions 310 and 330 and the width HDW of the high concentration doped regions 350. The width of the low concentration doped regions 310 and 330 may be the length of the first direction D1 of the low concentration doped regions 310 and 330. The width HDW of the high concentration doped region 350 may be the first direction D1 length of the high concentration doped region 350. The width of the low concentration doped regions 310 and 330 may be a value of the width of the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped regions 330. The width of the first low-concentration doped region 310 may be the first direction D1 length of the first low-concentration doped region 310. The width of the second low-concentration doped region 330 may be the length of the second low-concentration doped region 330 in the first direction D1. The width HDW of the high concentration doping region 350 may be a sum of the width of the first high concentration doping region 351 and the width of the second high concentration doping region 353. The width of the first high-concentration doped region 351 may be the length of the first high-concentration doped region 351 in the first direction D1. The width of the second high-concentration doped region 353 may be the first direction D1 length of the second high-concentration doped region 353. The width SW of the slab regions 510 and 530 may be the length of the first direction D1 of the slab regions 510 and 530.

예시적인 실시예에 있어서, 전광 변환기(10)에 포함되는 반도체 막은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨-비소(GaAs) 및 이들의 조합 중 선택된 하나로 구현될 수 있다.In an exemplary embodiment, the semiconductor film included in the all-optical converter 10 may be implemented as one selected from silicon (Si), germanium (Ge), gallium-arsenide (GaAs), and combinations thereof.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 변환기의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a vertical structure of an all-optical converter according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 코어 영역(400)은 저농도 도핑 영역(410, 430) 및 고농도 도핑 영역(450)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(410, 430)은 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(450)은 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 고농도 도핑 영역(453)을 포함할수 있다. Referring to FIG. 7, the core region 400 may include low concentration doped regions 410 and 430 and high concentration doped regions 450. The low concentration doped regions 410 and 430 may include a first low concentration doped region 410 and a second low concentration doped region 430, and the high concentration doped regions 450 may include a first high concentration doped region 451 and a second. A high concentration doped region 453 may be included.

제1 고농도 도핑 영역(451)은 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 배치되고 제1 저농도 도핑 영역(410)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(430)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 고농도 도핑 영역(453)은 서로 접할 수 있다. The first high concentration doped region 451 is disposed between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430 and may contact the first low concentration doped region 410. The second high concentration doped region 453 is disposed between the first high concentration doped region 451 and the second low concentration doped region 430 and may contact the second low concentration doped region 430. The first high concentration doped region 451 and the second high concentration doped region 453 may contact each other.

예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(400)에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역(410), 제1 고농도 도핑 영역(451), 제2 고농도 도핑 영역(453) 및 제2 저농도 도핑 영역(430)은 제1 방향(D1)과 수직하는 제2 방향(D2)으로 배치될 수 있다.In an exemplary embodiment, the first low concentration doping region 410, the first high concentration doping region 451, the second high concentration doping region 453 and the second low concentration doping region 430 included in the core region 400 are May be disposed in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1.

예를 들어 제2 방향(D2)을 기준으로 코어 영역(400)의 가장 우측은 제2 저농도 도핑 영역(430)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)과 접할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. For example, the rightmost side of the core region 400 based on the second direction D2 may be the second low-concentration doped region 430. The second low concentration doping region 430 may be doped with N-type impurities (NTD). The second high concentration doped region 453 may be disposed on the left side of the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may contact the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may be doped with N-type impurities (NTD). The first high concentration doped region 451 may be disposed on the left side of the second high concentration doped region 453. The first high concentration doped region 451 may contact the second high concentration doped region 453. The first high-concentration doped region 451 may be doped with P-type impurity (PTD). The first low concentration doping region 410 may be disposed on the left side of the first high concentration doping region 451. The first low-concentration doped region 410 may contact the first high-concentration doped region 451. The first low-concentration doping region 410 may be doped with P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)의 불순물 농도는 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도가 높으면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 캐리어의 밀도가 높을 수 있다. 캐리어의 밀도가 높으면 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제1 저농도 도핑 영역(410)보다 피-타입 불순물(PTD)이 많을 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)에 피-타입 불순물(PTD)이 많으면 제1 고농도 도핑 영역(451)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)보다 엔-타입 불순물(NTD)이 많을 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)에 엔-타입 불순물(NTD)이 많으면 제2 고농도 도핑 영역(453)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다.In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region 410 may be lower than the impurity concentration of the high concentration doped region 450. When the impurity concentration of the high concentration doped region 450 is high, the density of carriers included in the high concentration doped region 450 may be high. When the carrier density is high, transmission of an optical signal can be prevented. For example, the first low-concentration doping region 410 may be doped with P-type impurity (PTD). In this case, the first high concentration doped region 451 may have more P-type impurities (PTD) than the first low concentration doped region 410. If the first high-concentration doped region 451 has a large amount of P-type impurities (PTD), transmission of an optical signal through the first high-concentration doped region 451 may be prevented. For example, the second low concentration doping region 430 may be doped with N-type impurities (NTD). In this case, the second high concentration doped region 453 may have more N-type impurities (NTD) than the second low concentration doped region 430. When the second high-concentration doping region 453 has a large amount of N-type impurities NTD, transmission of an optical signal through the second high-concentration doping region 453 can be prevented.

제1 저농도 도핑 영역(410)과 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(430)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(450)에 공핍 영역(DR)이 형성될 수 있다. 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430, a depletion region included in the high concentration doped region 450 based on the reverse bias voltage RBV ( DR) can be adjusted in width. For example, when the first low concentration doped region 410 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 430 may be doped with an N-type impurity (NTD). The voltage applied to the first low concentration doped region 410 may be lower than the voltage applied to the second low concentration doped region 430. A depletion region DR may be formed in the high concentration doped region 450 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430. When a bias voltage is applied, the width of the depletion region DR included in the high concentration doped region 450 can be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 저농도 도핑 영역(430)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다.In an exemplary embodiment, when the first low concentration doped region 410 is doped with a blood-type impurity (PTD), the first high concentration doped region 451 may be doped with a blood-type impurity (PTD). In another embodiment, when the second low concentration doped region 430 is doped with an N-type impurity NTD, the second high concentration doped region 453 may be doped with an N-type impurity NTD.

도 8은 도 7의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 일 예를 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating an example of a core region included in the all-optical converter of FIG. 7.

도 8을 참조하면, 코어 영역(400a)은 저농도 도핑 영역(410, 430) 및 고농도 도핑 영역(450)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(410, 430)은 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(450)은 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 고농도 도핑 영역(453)을 포함할수 있다. Referring to FIG. 8, the core region 400a may include low concentration doped regions 410 and 430 and high concentration doped regions 450. The low concentration doped regions 410 and 430 may include a first low concentration doped region 410 and a second low concentration doped region 430, and the high concentration doped regions 450 may include a first high concentration doped region 451 and a second. A high concentration doped region 453 may be included.

예를 들어, 제1 저농도 도핑 영역(410)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제1 저농도 도핑 영역(410)은 저농도 피-타입 도핑 영역(LPR)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 저농도 엔-타입 도핑 영역(LNR)일 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 고농도 피-타입 도핑 영역(HPR)일 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 고농도 엔-타입 도핑 영역(HNR)일 수 있다.For example, the first low concentration doped region 410 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the first low concentration doped region 410 may be a low concentration doped-type doped region (LPR). The second low concentration doped region 430 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the second low concentration doped region 430 may be a low concentration N-type doped region (LNR). The first high concentration doped region 451 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the first high concentration doped region 451 may be a high concentration doped-type doped region (HPR). The second high concentration doped region 453 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the second high concentration doped region 453 may be a high concentration N-type doped region (HNR).

예를 들어 제2 방향(D2)을 기준으로 코어 영역(400a)의 가장 우측은 제2 저농도 도핑 영역(430)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)과 접할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. For example, the rightmost side of the core region 400a based on the second direction D2 may be the second low-concentration doped region 430. The second low concentration doping region 430 may be doped with N-type impurities (NTD). The second high concentration doped region 453 may be disposed on the left side of the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may contact the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may be doped with N-type impurities (NTD). The first high concentration doped region 451 may be disposed on the left side of the second high concentration doped region 453. The first high concentration doped region 451 may contact the second high concentration doped region 453. The first high-concentration doped region 451 may be doped with P-type impurity (PTD). The first low concentration doping region 410 may be disposed on the left side of the first high concentration doping region 451. The first low-concentration doped region 410 may contact the first high-concentration doped region 451. The first low-concentration doping region 410 may be doped with P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)의 불순물 농도는 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도가 높으면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 캐리어의 밀도가 높을 수 있다. 캐리어의 밀도가 높으면 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제1 저농도 도핑 영역(410)보다 피-타입 불순물(PTD)이 많을 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)에 피-타입 불순물(PTD)이 많으면 제1 고농도 도핑 영역(451)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)보다 엔-타입 불순물(NTD)이 많을 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)에 엔-타입 불순물(NTD)이 많으면 제2 고농도 도핑 영역(453)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다.In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region 410 may be lower than the impurity concentration of the high concentration doped region 450. When the impurity concentration of the high concentration doped region 450 is high, the density of carriers included in the high concentration doped region 450 may be high. When the carrier density is high, transmission of an optical signal can be prevented. For example, the first low-concentration doping region 410 may be doped with P-type impurity (PTD). In this case, the first high concentration doped region 451 may have more P-type impurities (PTD) than the first low concentration doped region 410. If the first high-concentration doped region 451 has a large amount of P-type impurities (PTD), transmission of an optical signal through the first high-concentration doped region 451 may be prevented. For example, the second low concentration doping region 430 may be doped with N-type impurities (NTD). In this case, the second high concentration doped region 453 may have more N-type impurities (NTD) than the second low concentration doped region 430. When the second high-concentration doping region 453 has a large amount of N-type impurities NTD, transmission of an optical signal through the second high-concentration doping region 453 can be prevented.

제1 저농도 도핑 영역(410)과 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(430)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(450)에 공핍 영역(DR)이 형성될 수 있다. 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430, a depletion region included in the high concentration doped region 450 based on the reverse bias voltage RBV ( DR) can be adjusted in width. For example, when the first low concentration doped region 410 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 430 may be doped with an N-type impurity (NTD). The voltage applied to the first low concentration doped region 410 may be lower than the voltage applied to the second low concentration doped region 430. A depletion region DR may be formed in the high concentration doped region 450 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430. When a bias voltage is applied, the width of the depletion region DR included in the high concentration doped region 450 can be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 저농도 도핑 영역(430)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다.In an exemplary embodiment, when the first low concentration doped region 410 is doped with a blood-type impurity (PTD), the first high concentration doped region 451 may be doped with a blood-type impurity (PTD). In another embodiment, when the second low concentration doped region 430 is doped with an N-type impurity NTD, the second high concentration doped region 453 may be doped with an N-type impurity NTD.

전광 변환기에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region included in the all-optical converter, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 9는 도 7의 전광 변환기에 포함되는 코어 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating another example of the core region included in the all-optical converter of FIG. 7.

도 9를 참조하면, 코어 영역(400b)은 저농도 도핑 영역(410, 430) 및 고농도 도핑 영역(450)을 포함할 수 있다. 저농도 도핑 영역(410, 430)은 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430)을 포함할 수 있고, 고농도 도핑 영역(450)은 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 고농도 도핑 영역(453)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the core region 400b may include low concentration doping regions 410 and 430 and high concentration doping regions 450. The low concentration doped regions 410 and 430 may include a first low concentration doped region 410 and a second low concentration doped region 430, and the high concentration doped regions 450 may include a first high concentration doped region 451 and a second. A high concentration doped region 453 may be included.

예를 들어, 제1 저농도 도핑 영역(410)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제1 저농도 도핑 영역(410)은 저농도 엔-타입 도핑 영역(LNR)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(430)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 저농도 피-타입 도핑 영역(LPR)일 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있고, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 고농도 엔-타입 도핑 영역(HNR)일 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있고, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 고농도 피-타입 도핑 영역(HPR)일 수 있다.For example, the first low concentration doping region 410 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the first low concentration doping region 410 may be a low concentration N-type doping region (LNR). The second low concentration doped region 430 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the second low concentration doped region 430 may be a low concentration doped-type doped region (LPR). The first high concentration doping region 451 may be doped with an N-type impurity (NTD), and the first high concentration doping region 451 may be a high concentration N-type doping region (HNR). The second high concentration doped region 453 may be doped with a P-type impurity (PTD), and the second high concentration doped region 453 may be a high concentration doped-type doped region (HPR).

예를 들어 제2 방향(D2)을 기준으로 코어 영역(400b)의 가장 우측은 제2 저농도 도핑 영역(430)일 수 있다. 제2 저농도 도핑 영역(430)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제2 고농도 도핑 영역(453)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 제1 고농도 도핑 영역(451)과 접할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. For example, the rightmost side of the core region 400b based on the second direction D2 may be the second low-concentration doped region 430. The second low-concentration doping region 430 may be doped with P-type impurity (PTD). The second high concentration doped region 453 may be disposed on the left side of the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may contact the second low concentration doped region 430. The second high concentration doped region 453 may be doped with P-type impurity (PTD). The first high concentration doped region 451 may be disposed on the left side of the second high concentration doped region 453. The first high concentration doped region 451 may contact the second high concentration doped region 453. The first high concentration doping region 451 may be doped with an N-type impurity (NTD). The first low concentration doping region 410 may be disposed on the left side of the first high concentration doping region 451. The first low-concentration doped region 410 may contact the first high-concentration doped region 451. The first low concentration doping region 410 may be doped with an N-type impurity (NTD).

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)의 불순물 농도는 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도 보다 낮을 수 있다. 고농도 도핑 영역(450)의 불순물 농도가 높으면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 캐리어의 밀도가 높을 수 있다. 캐리어의 밀도가 높으면 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 제1 저농도 도핑 영역(410)보다 엔-타입 불순물(NTD)이 많을 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(451)에 엔-타입 불순물(NTD)이 많으면 제1 고농도 도핑 영역(451)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다. 예를 들어 제2 저농도 도핑 영역(430)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 제2 저농도 도핑 영역(430)보다 피-타입 불순물(PTD)이 많을 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(453)에 피-타입 불순물(PTD)이 많으면 제2 고농도 도핑 영역(453)을 통한 광 신호의 전달을 막을 수 있다.In an exemplary embodiment, the impurity concentration of the first low concentration doped region 410 may be lower than the impurity concentration of the high concentration doped region 450. When the impurity concentration of the high concentration doped region 450 is high, the density of carriers included in the high concentration doped region 450 may be high. When the carrier density is high, transmission of an optical signal can be prevented. For example, the first low concentration doping region 410 may be doped with an N-type impurity (NTD). In this case, the first high concentration doped region 451 may have more N-type impurities (NTD) than the first low concentration doped region 410. When the N-type impurity NTD is high in the first high-concentration doping region 451, transmission of an optical signal through the first high-concentration doping region 451 may be prevented. For example, the second low-concentration doping region 430 may be doped with P-type impurity (PTD). In this case, the second high concentration doped region 453 may have more P-type impurities (PTD) than the second low concentration doped region 430. When the second high-concentration doped region 453 has a large amount of P-type impurities (PTD), transmission of an optical signal through the second high-concentration doped region 453 can be prevented.

제1 저농도 도핑 영역(410)과 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(430)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(450)에 공핍 영역(DR)이 형성될 수 있다. 바이어스 전압을 인가하면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430, a depletion region included in the high concentration doped region 450 based on the reverse bias voltage RBV ( DR) can be adjusted in width. For example, when the first low concentration doped region 410 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 430 may be doped with a P-type impurity PTD. The voltage applied to the first low concentration doped region 410 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 430. A depletion region DR may be formed in the high concentration doped region 450 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430. When a bias voltage is applied, the width of the depletion region DR included in the high concentration doped region 450 can be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제1 고농도 도핑 영역(451)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 저농도 도핑 영역(430)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(453)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.In an exemplary embodiment, when the first low concentration doping region 410 is doped with an N-type impurity NTD, the first high concentration doping region 451 may be doped with an N-type impurity NTD. In another embodiment, when the second low concentration doped region 430 is doped with a blood-type impurity (PTD), the second high concentration doped region 453 may be doped with a blood-type impurity (PTD).

도 10은 도 7의 전광 변환기에 접지 전압이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 7의 전광 변환기에 역 바이어스 전압(RBV)이 인가되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a view for explaining a case in which a ground voltage is applied to the all-optical converter of FIG. 7, and FIG. 11 is a view for explaining a case in which a reverse bias voltage (RBV) is applied to the all-optical converter of FIG. 7.

도 10 및 도 11을 참조하면, 전광 변환기(15)는 반도체 기판(100), 코어 영역(400) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 코어 영역(400)은 제1 저농도 도핑 영역(410), 제2 저농도 도핑 영역(430) 및 고농도 도핑 영역(450)을 포함한다. 고농도 도핑 영역(450)은 제1 고농도 도핑 영역(451) 및 제2 고농도 도핑 영역(453)을 포함한다.10 and 11, the all-optical converter 15 includes a semiconductor substrate 100, a core region 400, and slab regions 510 and 530. The core region 400 includes a first low concentration doped region 410, a second low concentration doped region 430, and a high concentration doped region 450. The high concentration doped region 450 includes a first high concentration doped region 451 and a second high concentration doped region 453.

예시적인 실시예에 있어서, 제1 저농도 도핑 영역(410)과 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 동작 전압을 인가할 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)과 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(452)의 폭(DW)이 조절될 수 있다. In an exemplary embodiment, an operating voltage may be applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430. When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 410 and the second low concentration doped region 430, a depletion region included in the high concentration doped region 450 based on the reverse bias voltage RBV ( The width DW of 452 may be adjusted.

예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(410)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(430)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(430)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(410) 및 제2 저농도 도핑 영역(430) 사이에 인가되는 역 바이어스 전압(RBV)에 의하여 고농도 도핑 영역(450)에 공핍 영역(452)이 형성될 수 있다. 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역(450)에 포함되는 공핍 영역(452)의 폭(DW)을 조절할 수 있다. 공핍 영역(452)의 폭(DW)이 조절되면, 공핍 영역(452)을 통하여 전달되는 광 신호를 조절할 수 있다.For example, when the first low concentration doped region 410 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 430 may be doped with a P-type impurity PTD. The voltage applied to the first low concentration doped region 410 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 430. A depletion region 452 may be formed in the high concentration doping region 450 by the reverse bias voltage RBV applied between the first low concentration doping region 410 and the second low concentration doping region 430. When the reverse bias voltage RBV is applied, the width DW of the depletion region 452 included in the high concentration doped region 450 may be adjusted. When the width DW of the depletion region 452 is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region 452 may be adjusted.

예시적인 실시예에 있어서, 동작 전압이 역 바이어스 전압(RBV)인 경우, 역 바이어스 전압(RBV)이 증가함에 따라 공핍 영역(452)의 폭(DW)은 증가할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the operating voltage is the reverse bias voltage RBV, the width DW of the depletion region 452 may increase as the reverse bias voltage RBV increases.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 광전송 변환 장치를 나타내는 블록도이다.12 is a block diagram showing an optical transmission conversion apparatus according to embodiments of the present invention.

도 1 및 도 12를 참조하면, 광전송 변환 장치(25)는 전광 변환기(10)를 포함한다. 전광 변환기(10)는 반도체 기판(100), 코어 영역(300) 및 슬랩 영역(510, 530)을 포함한다. 코어 영역(300)은 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 코어 영역(300)은 반도체 기판(100) 상에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치된다. 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 12, the optical transmission conversion device 25 includes an all-optical converter 10. The all-optical converter 10 includes a semiconductor substrate 100, a core region 300, and slab regions 510 and 530. The core region 300 includes a first low concentration doped region 310, a second low concentration doped region 330, and a high concentration doped region 350. The core region 300 is disposed on the semiconductor substrate 100. The high concentration doped region 350 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330. The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353.

제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.The first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330 may be doped with different types of impurities. For example, the first low-concentration doping region 310 may be doped with P-type impurity (PTD). When the first low concentration doped region 310 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD). For example, the first low concentration doping region 310 may be doped with N-type impurities (NTD). When the first low concentration doping region 310 is doped with an N-type impurity (NTD), the second low concentration doping region 330 may be doped with a P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함할 수 있다. 제1고농도 도핑 영역(351)은 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제1 저농도 도핑 영역(310)과 접할 수 있다. 제2 고농도 도핑 영역(353)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(330)과 접할 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)은 서로 접할 수 있다. In an exemplary embodiment, the high concentration doped region 350 may include a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 is disposed between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330 and may contact the first low concentration doped region 310. The second high concentration doped region 353 is disposed between the first high concentration doped region 351 and the second low concentration doped region 330 and may contact the second low concentration doped region 330. The first high concentration doped region 351 and the second high concentration doped region 353 may contact each other.

고농도 도핑 영역(350)은 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)을 포함한다. 제1 고농도 도핑 영역(351) 및 제2 고농도 도핑 영역(353)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 고농도 도핑 영역(351)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 제1 고농도 도핑 영역(351)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되는 경우, 제2 고농도 도핑 영역(353)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다.The high concentration doped region 350 includes a first high concentration doped region 351 and a second high concentration doped region 353. The first high concentration doped region 351 and the second high concentration doped region 353 may be doped with different types of impurities. For example, the first high concentration doping region 351 may be doped with a P-type impurity (PTD). When the first high concentration doped region 351 is doped with a P-type impurity (PTD), the second high concentration doped region 353 may be doped with an N-type impurity (NTD). For example, the first high concentration doping region 351 may be doped with an N-type impurity NTD. When the first high concentration doping region 351 is doped with an N-type impurity (NTD), the second high concentration doping region 353 may be doped with a P-type impurity (PTD).

예시적인 실시예에 있어서, 코어 영역(400)은 제 1 방향으로 배치되고 제2 저농도 도핑 영역(330)이 반도체 기판(100)과 접할 수 있다.In an exemplary embodiment, the core region 400 is disposed in the first direction and the second low concentration doped region 330 can contact the semiconductor substrate 100.

제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(reverse bias voltage, RBV)을 인가하면, 역 바이어스 전압(RBV)에 기초하여 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(452)의 폭(DW)이 조절될 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 예를 들어 제1 저농도 도핑 영역(310)이 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑되면, 제2 저농도 도핑 영역(330)은 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 이 경우, 제1 저농도 도핑 영역(310)에 인가되는 전압은 제2 저농도 도핑 영역(330)에 인가되는 전압보다 높을 수 있다.When a reverse bias voltage (RBV) is applied between the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330, the high concentration doping region 350 is included based on the reverse bias voltage RBV. The width DW of the depletion region 452 to be adjusted may be adjusted. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with a P-type impurity (PTD), the second low concentration doped region 330 may be doped with an N-type impurity (NTD). In this case, the voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be lower than the voltage applied to the second low concentration doped region 330. For example, when the first low concentration doped region 310 is doped with an N-type impurity NTD, the second low concentration doped region 330 may be doped with a P-type impurity PTD. In this case, the voltage applied to the first low concentration doped region 310 may be higher than the voltage applied to the second low concentration doped region 330.

슬랩 영역들(510, 530)은 코어 영역(400)에 접하고 반도체 기판(100) 상에 배치된다. 슬랩 영역들(510, 530)은 제1 슬랩 영역(510) 및 제2 슬랩 영역(530)을 포함할 수 있다. 제1 슬랩 영역(510) 및 제2 슬랩 영역(530)은 서로 다른 타입의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어 제1 슬랩 영역(510)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑될 수 있다. 제1 슬랩 영역(510)이 피-타입 불순물(PTD)로 도핑되는 경우, 제2 슬랩 영역(530)은 엔-타입 불순물(NTD)로 도핑될 수 있다. The slab regions 510 and 530 contact the core region 400 and are disposed on the semiconductor substrate 100. The slab regions 510 and 530 may include a first slab region 510 and a second slab region 530. The first slab region 510 and the second slab region 530 may be doped with different types of impurities. For example, the first slab region 510 may be doped with P-type impurity (PTD). When the first slab region 510 is doped with P-type impurity PTD, the second slap region 530 may be doped with N-type impurity NTD.

전광 변환기(10)는 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(452)의 폭(DW)을 조절할 수 있다. 공핍 영역(452)의 폭(DW)이 조절되면, 공핍 영역(452)을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기(10)는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.The all-optical converter 10 has a high concentration doping region 350 disposed between the first low concentration doping region 310, the second low concentration doping region 330, and the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330. ). When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region 310 and the second low concentration doped region 330, the width DW of the depletion region 452 included in the high concentration doped region 350 can be adjusted. have. When the width DW of the depletion region 452 is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region 452 may be adjusted. The all-optical converter 10 according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 13은 도 12의 광전송 변환 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.13 is a block diagram illustrating a memory system including the optical transmission converter of FIG. 12.

도 12 및 도 13을 참조하면, 메모리 시스템(20)은 메모리 컨트롤러(400) 및 적어도 하나의 메모리 장치(600)를 포함한다. 예를 들어 메모리 컨트롤러(400) 및 메모리 장치(600)는 마더 보드(MB)에 장착될 수 있다. 메모리 장치(600)는 메모리 모듈의 형태로 구현될 수 있으며 각각의 메모리 모듈(MM)은 소켓에 장착될 수 있다. 메모리 컨트롤러(400)와 메모리 장치(600)는 광 채널을 통해서 연결될 수 있다. 메모리 컨트롤러(400)는 전광 변환 장치(410)를 포함할 수 있고, 메모리 장치(600)는 광전송 변환 장치(25)를 포함할 수 있다. 광전송 변환 장치(25)는 전광 변환기(10)를 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤러(400)로부터 전송되는 수신 광 신호(RX_OS)는 광 채널을 통해서 전송될 수 있다. 수신 광 신호(RX_OS)는 복수의 파장 광들을 이용하여 각각 모듈레이션된 광 신호들을 포함할 수 있다. 복수의 파장 광들은 레이져일 수 있다. 12 and 13, the memory system 20 includes a memory controller 400 and at least one memory device 600. For example, the memory controller 400 and the memory device 600 may be mounted on the motherboard MB. The memory device 600 may be implemented in the form of a memory module, and each memory module MM may be mounted in a socket. The memory controller 400 and the memory device 600 may be connected through an optical channel. The memory controller 400 may include an all-optical conversion device 410, and the memory device 600 may include an optical transmission conversion device 25. The optical transmission conversion device 25 may include an all-optical converter 10. The received optical signal RX_OS transmitted from the memory controller 400 may be transmitted through an optical channel. The received optical signal RX_OS may include optical signals each modulated by using a plurality of wavelength lights. The plurality of wavelength lights may be a laser.

전광 변환기(10)는 메모리 컨트롤러(400)로 전송되는 송신 전기 신호(TX_ES)에 기초하여 송신 전기 신호(TX_ES)를 송신 광 신호로 변환한다. 송신 광 신호(TX_OS)는 광 채널을 통해서 메모리 컨트롤러(400)로 전송될 수 있다. 전광 변환기(10)는 제1 저농도 도핑 영역(310), 제2 저농도 도핑 영역(330) 및 제1 저농도 도핑 영역(310) 및 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역(350)을 포함한다. 제1 저농도 도핑 영역(310)과 제2 저농도 도핑 영역(330) 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역(350)에 포함되는 공핍 영역(DR)의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역(DR)의 폭이 조절되면, 공핍 영역(DR)을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기(10)는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.The all-optical converter 10 converts the transmission electrical signal TX_ES into a transmission optical signal based on the transmission electrical signal TX_ES transmitted to the memory controller 400. The transmitted optical signal TX_OS may be transmitted to the memory controller 400 through an optical channel. The all-optical converter 10 has a high concentration doping region 350 disposed between the first low concentration doping region 310, the second low concentration doping region 330, and the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330. ). When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doping region 310 and the second low concentration doping region 330, the width of the depletion region DR included in the high concentration doping region 350 may be adjusted. When the width of the depletion region DR is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region DR may be adjusted. The all-optical converter 10 according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 광전송 변환 장치를 모바일 장치에 응용한 예를 나타내는 블록도이다.14 is a block diagram illustrating an example in which an optical transmission conversion device according to embodiments of the present invention is applied to a mobile device.

도 14를 참조하면, 모바일 장치(700)은 프로세서(710), 메모리 장치(720), 저장 장치(730), 이미지 센서(760), 디스플레이 디바이스(740) 및 파워 서플라이(750)를 포함할 수 있다. 모바일 장치(700)은 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 전자 기기들과 통신할 수 있는 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, the mobile device 700 may include a processor 710, a memory device 720, a storage device 730, an image sensor 760, a display device 740 and a power supply 750. have. The mobile device 700 may further include ports for communicating with a video card, sound card, memory card, USB device, or other electronic devices.

프로세서(710)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(710)는 마이크로프로세서(micro-processor), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)일 수 있다. 프로세서(710)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus)를 통하여 메모리 장치(720), 저장 장치(730) 및 디스플레이 장치(740)와 통신을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(710)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(720)는 모바일 장치(700)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(720)는 디램(DRAM), 모바일 디램, 에스램(SRAM), 피램(PRAM), 에프램(FRAM), 알램(RRAM) 및/또는 엠램(MRAM)을 포함하여 구현될 수 있다. 저장 장치(730)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다. 모바일 장치(700)은 키보드, 키패드, 마우스 등과 같은 입력 수단 및 프린터 등과 같은 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 파워 서플라이(750)는 모바일 장치(700)의 동작에 필요한 동작 전압을 공급할 수 있다.The processor 710 can perform certain calculations or tasks. According to an embodiment, the processor 710 may be a micro-processor or a central processing unit (CPU). The processor 710 may communicate with the memory device 720, the storage device 730, and the display device 740 through an address bus, a control bus, and a data bus. have. Depending on the embodiment, the processor 710 may also be connected to an expansion bus, such as a Peripheral Component Interconnect (PCI) bus. The memory device 720 may store data necessary for the operation of the mobile device 700. For example, the memory device 720 includes a DRAM (DRAM), a mobile DRAM, an SRAM (SRAM), a PRAM (PRAM), an FRAM (FRAM), an ARAM (RRAM), and / or an MRAM (MRAM). Can be. The storage device 730 may include a solid state drive, a hard disk drive, a CD-ROM, and the like. The mobile device 700 may further include input means such as a keyboard, keypad, mouse, and output means such as a printer. The power supply 750 may supply an operating voltage required for the operation of the mobile device 700.

이미지 센서(760)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 프로세서(710)와 연결되어 통신을 수행할 수 있다. 이미지 센서(900)는 프로세서(710)와 함께 하나의 칩에 집적될 수도 있고, 서로 다른 칩에 각각 집적될 수도 있다.The image sensor 760 may be connected to the processor 710 through the buses or other communication links to perform communication. The image sensor 900 may be integrated on one chip together with the processor 710, or may be integrated on different chips.

모바일 장치(700)의 구성 요소들은 다양한 형태들의 패키지로 구현될 수 있다. 예를 들어, 모바일 장치(700)의 적어도 일부의 구성들은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.The components of the mobile device 700 may be implemented in various types of packages. For example, at least some of the components of the mobile device 700 include Package on Package (PoP), Ball grid arrays (BGAs), Chip scale packages (CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), Plastic Dual In-Line Package (PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP), Small Outline ( SOIC), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package (WFP), Wafer- It can be mounted using packages such as Level Processed Stack Package (WSP).

한편, 모바일 장치(700)은 본원발명의 실시예들에 따른 메모리 시스템을 이용하는 모든 컴퓨팅 시스템으로 해석되어야 할 것이다. 예를 들어, 모바일 장치(700)은 디지털 카메라, 이동 전화기, 피디에이(Personal Digital Assistants; PDA), 피엠피(Portable Multimedia Player; PMP), 스마트폰 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the mobile device 700 should be interpreted as any computing system using a memory system according to embodiments of the present invention. For example, the mobile device 700 may include a digital camera, a mobile phone, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a smartphone, and the like.

메모리 시스템은 전광 변환기를 포함할 수 있다. 전광 변환기에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 상기 광신호는 광 채널(OC)을 통해서 전달될 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.The memory system can include an all-optical converter. When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region included in the all-optical converter, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The optical signal may be transmitted through an optical channel (OC). The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 시스템을 컴퓨팅 시스템에 응용한 예를 나타내는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating an example of applying a memory system to a computing system according to embodiments of the present invention.

도 15를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(800)은 프로세서(810), 입출력 허브(820), 입출력 컨트롤러 허브(830), 적어도 하나의 메모리 모듈(840) 및 그래픽 카드(850)를 포함한다. 실시예에 따라, 컴퓨팅 시스템(800)은 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 서버 컴퓨터(Server Computer), 워크스테이션(Workstation), 노트북(Laptop), 휴대폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 디지털 TV(Digital Television), 셋-탑 박스(Set-Top Box), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(Navigation) 시스템 등과 같은 임의의 컴퓨팅 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 15, the computing system 800 includes a processor 810, an input / output hub 820, an input / output controller hub 830, at least one memory module 840, and a graphics card 850. According to an embodiment, the computing system 800 may include a personal computer (PC), a server computer, a workstation, a laptop, a mobile phone, and a smart phone. , Personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP), digital camera, digital TV, digital television, set-top box, music player (Music Player), a portable game console (portable game console), a navigation (Navigation) system, and the like.

프로세서(810)는 특정 계산들 또는 태스크들과 같은 다양한 컴퓨팅 기능들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(810)는 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)일 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(810)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(Multi-Core)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1510)는 듀얼 코어(Dual-Core), 쿼드 코어(Quad-Core), 헥사 코어(Hexa-Core) 등의 멀티 코어(Multi-Core)를 포함할 수 있다. 또한, 도 18에는 하나의 프로세서(810)를 포함하는 컴퓨팅 시스템(800)이 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 컴퓨팅 시스템(800)은 복수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 프로세서(810)는 내부 또는 외부에 위치한 캐시 메모리(Cache Memory)를 더 포함할 수 있다.The processor 810 can execute various computing functions, such as specific calculations or tasks. For example, the processor 810 may be a microprocessor or a central processing unit (CPU). According to an embodiment, the processor 810 may include a single processor core (Single Core) or a plurality of processor cores (Multi-Core). For example, the processor 1510 may include multi-cores such as dual-core, quad-core, and hexa-core. In addition, although the computing system 800 including one processor 810 is illustrated in FIG. 18, according to an embodiment, the computing system 800 may include a plurality of processors. Further, according to an embodiment, the processor 810 may further include a cache memory located inside or outside.

프로세서(810)는 메모리 모듈(840)의 동작을 제어하는 메모리 컨트롤러(811)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)에 포함된 메모리 컨트롤러(811)는 집적 메모리 컨트롤러(Integrated Memory Controller; IMC)라 불릴 수 있다. 메모리 컨트롤러(811)와 메모리 모듈(840) 사이의 메모리 인터페이스는 복수의 신호선들을 포함하는 하나의 채널로 구현되거나, 복수의 채널들로 구현될 수 있다. 또한, 각 채널에는 하나 이상의 메모리 모듈(840)이 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리 컨트롤러(811)는 입출력 허브(820) 내에 위치할 수 있다. 메모리 컨트롤러(811)를 포함하는 입출력 허브(820)는 메모리 컨트롤러 허브(Memory Controller Hub; MCH)라 불릴 수 있다.The processor 810 may include a memory controller 811 that controls the operation of the memory module 840. The memory controller 811 included in the processor 810 may be referred to as an integrated memory controller (IMC). The memory interface between the memory controller 811 and the memory module 840 may be implemented as one channel including a plurality of signal lines or may be implemented as a plurality of channels. Also, one or more memory modules 840 may be connected to each channel. According to an embodiment, the memory controller 811 may be located in the input / output hub 820. The input / output hub 820 including the memory controller 811 may be referred to as a memory controller hub (MCH).

입출력 허브(820)는 그래픽 카드(850)와 같은 장치들과 프로세서(810) 사이의 데이터 전송을 관리할 수 있다. 입출력 허브(820)는 다양한 방식의 인터페이스를 통하여 프로세서(810)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 입출력 허브(820)와 프로세서(810)는, 프론트 사이드 버스(Front Side Bus; FSB), 시스템 버스(System Bus), 하이퍼트랜스포트(HyperTransport), 라이트닝 데이터 트랜스포트(Lightning Data Transport; LDT), 퀵패스 인터커넥트(QuickPath Interconnect; QPI), 공통 시스템 인터페이스(Common System Interface; CSI) 등의 다양한 표준의 인터페이스로 연결될 수 있다. The input / output hub 820 may manage data transmission between devices such as the graphics card 850 and the processor 810. The input / output hub 820 may be connected to the processor 810 through various types of interfaces. For example, the input / output hub 820 and the processor 810 include a Front Side Bus (FSB), a System Bus, a HyperTransport, and a Lightning Data Transport; LDT), QuickPath Interconnect (QPI), and Common System Interface (CSI) can be connected to various standard interfaces.

입출력 허브(820)는 장치들과의 다양한 인터페이스들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 입출력 허브(820)는 가속 그래픽 포트(Accelerated Graphics Port; AGP) 인터페이스, 주변 구성요소 인터페이스-익스프레스(Peripheral Component Interface-Express; PCIe), 통신 스트리밍 구조(Communications Streaming Architecture; CSA) 인터페이스 등을 제공할 수 있다.The input / output hub 820 may provide various interfaces with devices. For example, the input / output hub 820 may include an Accelerated Graphics Port (AGP) interface, Peripheral Component Interface-Express (PCIe), Communication Streaming Architecture (CSA) interface, etc. Can provide

그래픽 카드(850)는 AGP 또는 PCIe를 통하여 입출력 허브(820)와 연결될 수 있다. 그래픽 카드(850)는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치(미도시)를 제어할 수 있다. 그래픽 카드(850)는 이미지 데이터 처리를 위한 내부 프로세서 및 내부 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 입출력 허브(820)는, 입출력 허브(820)의 외부에 위치한 그래픽 카드(850)와 함께, 또는 그래픽 카드(850) 대신에 입출력 허브(820)의 내부에 그래픽 장치를 포함할 수 있다. 입출력 허브(820)에 포함된 그래픽 장치는 집적 그래픽(Integrated Graphics)이라 불릴 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러 및 그래픽 장치를 포함하는 입출력 허브(820)는 그래픽 및 메모리 컨트롤러 허브(Graphics and Memory Controller Hub; GMCH)라 불릴 수 있다.The graphic card 850 may be connected to the input / output hub 820 through AGP or PCIe. The graphic card 850 may control a display device (not shown) for displaying an image. The graphic card 850 may include an internal processor for processing image data and an internal semiconductor memory device. According to an embodiment, the input / output hub 820 may include a graphics device inside the input / output hub 820 together with the graphics card 850 located outside the input / output hub 820, or instead of the graphics card 850. You can. The graphics device included in the input / output hub 820 may be referred to as integrated graphics. Also, the input / output hub 820 including the memory controller and the graphic device may be referred to as a graphics and memory controller hub (GMCH).

입출력 컨트롤러 허브(830)는 다양한 시스템 인터페이스들이 효율적으로 동작하도록 데이터 버퍼링 및 인터페이스 중재를 수행할 수 있다. 입출력 컨트롤러 허브(830)는 내부 버스를 통하여 입출력 허브(820)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 입출력 허브(820)와 입출력 컨트롤러 허브(830)는 다이렉트 미디어 인터페이스(Direct Media Interface; DMI), 허브 인터페이스, 엔터프라이즈 사우스브릿지 인터페이스(Enterprise Southbridge Interface; ESI), PCIe 등을 통하여 연결될 수 있다.The I / O controller hub 830 may perform data buffering and interface arbitration to efficiently operate various system interfaces. The I / O controller hub 830 may be connected to the I / O hub 820 through an internal bus. For example, the I / O hub 820 and the I / O controller hub 830 may be connected through a Direct Media Interface (DMI), a hub interface, an Enterprise Southbridge Interface (ESI), PCIe, or the like. .

입출력 컨트롤러 허브(830)는 주변 장치들과의 다양한 인터페이스들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 입출력 컨트롤러 허브(830)는 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 포트, 직렬 ATA(Serial Advanced Technology Attachment; SATA) 포트, 범용 입출력(General Purpose Input/Output; GPIO), 로우 핀 카운트(Low Pin Count; LPC) 버스, 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI), PCI, PCIe 등을 제공할 수 있다.The input / output controller hub 830 may provide various interfaces with peripheral devices. For example, the I / O controller hub 830 includes a universal serial bus (USB) port, a serial Advanced Technology Attachment (ATA) port, general purpose input / output (GPIO), and low pin count. It can provide (Low Pin Count; LPC) bus, Serial Peripheral Interface (SPI), PCI, PCIe, etc.

실시예에 따라, 프로세서(810), 입출력 허브(820) 및 입출력 컨트롤러 허브(830)는 각각 분리된 칩셋들 또는 집적 회로들로 구현되거나, 프로세서(810), 입출력 허브(820) 또는 입출력 컨트롤러 허브(830) 중 2 이상의 구성요소들이 하나의 칩셋으로 구현될 수 있다. Depending on the embodiment, the processor 810, the input / output hub 820, and the input / output controller hub 830 may be implemented with separate chipsets or integrated circuits, or the processor 810, input / output hub 820, or input / output controller hub, respectively. Two or more components of 830 may be implemented with a single chipset.

메모리 시스템은 전광 변환기를 포함할 수 있다. 전광 변환기에 포함되는 제1 저농도 도핑 영역과 제2 저농도 도핑 영역 사이에 역 바이어스 전압(RBV)을 인가하면 고농도 도핑 영역에 포함되는 공핍 영역의 폭을 조절할 수 있다. 공핍 영역의 폭이 조절되면, 공핍 영역을 통하여 전달되는 광신호를 조절할 수 있다. 상기 광신호는 광 채널(OC)을 통해서 전달될 수 있다. 본 발명에 따른 전광 변환기는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.The memory system can include an all-optical converter. When a reverse bias voltage RBV is applied between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region included in the all-optical converter, the width of the depletion region included in the high concentration doped region can be adjusted. When the width of the depletion region is adjusted, an optical signal transmitted through the depletion region can be adjusted. The optical signal may be transmitted through an optical channel (OC). The all-optical converter according to the present invention can increase the operating speed of the system and reduce power consumption.

본 발명의 실시예들에 따른 전광 변환기 및 이를 포함하는 광전송 변환 장치는 시스템의 동작 속도를 증가시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있어 다양한 반도체 장치에 적용될 수 있다.The all-optical converter according to embodiments of the present invention and the optical transmission conversion device including the same can increase the operating speed of the system and reduce power consumption, and thus can be applied to various semiconductor devices.

상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

Claims (10)

반도체 기판;
상기 반도체 기판 상에 배치되고, 제1 저농도 도핑 영역, 제2 저농도 도핑 영역 및 상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역을 포함하는 코어 영역; 및
상기 코어 영역에 접하고 상기 반도체 기판 상에 배치되는 슬랩 영역들을 포함하고,
상기 고농도 도핑 영역은,
상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 상기 제1 저농도 도핑 영역과 접하도록 배치되고, 상기 제1 저농도 도핑 영역과 동일한 불순물 타입을 가지는 제1 고농도 도핑 영역; 및
상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 상기 제2 저농도 도핑 영역과 접하도록 배치되고, 상기 제2 저농도 도핑 영역과 동일한 불순물 타입을 가지며, 상기 제1 고농도 도핑 영역과 다른 불순물 타입을 가지는 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고,
상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 고농도 도핑 영역은 서로 접하고,
상기 코어 영역은 광 신호들에 대해서 웨이브가이드(waveguide)로서 동작하며,
상기 제1 저농도 도핑 영역과 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 동작 전압이 인가되는 경우에, 상기 고농도 도핑 영역 내의 상기 제1 고농도 도핑 영역과 상기 제2 고농도 도핑 영역이 접하는 부분에 1개의 공핍 영역이 형성되고,
상기 동작 전압에 기초하여 상기 공핍 영역의 폭을 조절하며,
상기 동작 전압이 접지 전압인 경우에, 상기 공핍 영역의 폭은 상기 고농도 도핑 영역의 폭보다 작고,
상기 동작 전압이 역 바이어스 전압인 경우에, 상기 역 바이어스 전압이 증가함에 따라 상기 공핍 영역의 폭은 증가하는 전광 변환기.
Semiconductor substrates;
A core region disposed on the semiconductor substrate and including a first low concentration doped region, a second low concentration doped region, and a high concentration doped region disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region; And
The slab regions are disposed on the semiconductor substrate in contact with the core region,
The high concentration doping region,
A first high concentration doping region disposed between the first low concentration doping region and the second low concentration doping region to contact the first low concentration doping region, and having the same impurity type as the first low concentration doping region; And
Arranged between the first high concentration doping region and the second low concentration doping region to be in contact with the second low concentration doping region, and having the same impurity type as the second low concentration doping region, and an impurity type different from the first high concentration doping region. A second high concentration doped region having a
The first high concentration doped region and the second high concentration doped region are in contact with each other,
The core region acts as a waveguide for optical signals,
When an operating voltage is applied between the first low-concentration doping region and the second low-concentration doping region, a depletion region is formed at a portion of the high-concentration doping region that is in contact with the first high-concentration doping region Is formed,
The width of the depletion region is adjusted based on the operating voltage,
When the operating voltage is a ground voltage, the width of the depletion region is smaller than the width of the high concentration doped region,
When the operating voltage is a reverse bias voltage, the width of the depletion region increases as the reverse bias voltage increases.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 코어 영역에 포함되는 상기 제1 저농도 도핑 영역, 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역은 제 1 방향으로 배치되고 상기 제2 저농도 도핑 영역이 상기 반도체 기판과 접하는 것을 특징으로 하는 전광 변환기.
According to claim 1,
The first low concentration doping region, the first high concentration doping region, the second high concentration doping region, and the second low concentration doping region included in the core region are disposed in a first direction and the second low concentration doping region is the semiconductor substrate. All-optical converter characterized in that the contact.
제3 항에 있어서,
상기 제1 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 제1 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고,
상기 제2 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 제2 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고,
상기 제1 저농도 도핑 영역은 피-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제1 고농도 도핑 영역은 상기 피-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제2 저농도 도핑 영역은 엔-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제2 고농도 도핑 영역은 상기 엔-타입 불순물로 도핑되는 것을 특징으로 하는 전광 변환기.
According to claim 3,
The impurity concentration in the first low concentration doped region is lower than the impurity concentration in the first high concentration doped region,
The impurity concentration of the second low concentration doped region is lower than the impurity concentration of the second high concentration doped region,
The first low concentration doped region is doped with a blood-type impurity,
The first high concentration doped region is doped with the blood-type impurity,
The second low concentration doped region is doped with an n-type impurity,
The second high concentration doped region is an all-optical converter, characterized in that doped with the N-type impurities.
제3 항에 있어서,
상기 제1 저농도 도핑 영역의 불순물 농도 및 상기 제2 저농도 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 고농도 도핑 영역의 불순물 농도 보다 낮고,
상기 제1 저농도 도핑 영역은 엔-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제1 고농도 도핑 영역은 상기 엔-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제2 저농도 도핑 영역은 피-타입 불순물로 도핑되고,
상기 제2 고농도 도핑 영역은 상기 피-타입 불순물로 도핑되는 것을 특징으로 하는 전광 변환기.
According to claim 3,
The impurity concentration of the first low concentration doped region and the impurity concentration of the second low concentration doped region are lower than the impurity concentration of the high concentration doped region,
The first low concentration doping region is doped with an n-type impurity,
The first high concentration doped region is doped with the N-type impurity,
The second low concentration doped region is doped with a blood-type impurity,
And wherein the second high concentration doped region is doped with the blood-type impurity.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 코어 영역의 폭은 상기 슬랩 영역의 폭보다 크고,
상기 전광 변환기에 포함되는 반도체 막은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨-비소(GaAs) 및 이들의 조합 중 선택된 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 전광 변환기.
According to claim 1,
The width of the core region is greater than the width of the slab region,
The semiconductor film included in the all-optical converter is a silicon (Si), germanium (Ge), gallium-arsenide (GaAs), and an all-optical converter, characterized in that implemented in one selected from a combination thereof.
제1 항에 있어서,
상기 코어 영역에 포함되는 상기 제1 저농도 도핑 영역, 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역은 제 1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배치되고,
상기 공핍 영역의 폭이 변동함에 따라 상기 코어 영역의 광 손실이 변동하고,
상기 코어 영역의 상기 광 손실이 변동함에 따라 송신 광 신호의 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 전광 변환기.
According to claim 1,
The first low concentration doping region, the first high concentration doping region, the second high concentration doping region, and the second low concentration doping region included in the core region are disposed in a second direction perpendicular to the first direction,
As the width of the depletion region fluctuates, light loss in the core region fluctuates,
All-optical converter, characterized in that the intensity of the transmitted optical signal is adjusted as the light loss of the core region fluctuates.
송신 전기 신호에 기초하여 메모리 컨트롤러로 전송되는 송신 광 신호로 변환하는 전광 변환기를 포함하고,
상기 전광 변환기는,
반도체 기판;
상기 반도체 기판 상에 배치되고, 제1 저농도 도핑 영역, 제2 저농도 도핑 영역 및 상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 배치되는 고농도 도핑 영역을 포함하는 코어 영역;
상기 코어 영역에 접하고 상기 반도체 기판 상에 배치되는 슬랩 영역들을 포함하고,
상기 고농도 도핑 영역은,
상기 제1 저농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 상기 제1 저농도 도핑 영역과 접하도록 배치되고, 상기 제1 저농도 도핑 영역과 동일한 불순물 타입을 가지는 제1고농도 도핑 영역; 및
상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 상기 제2 저농도 도핑 영역과 접하도록 배치되고, 상기 제2 저농도 도핑 영역과 동일한 불순물 타입을 가지며, 상기 제1 고농도 도핑 영역과 다른 불순물 타입을 가지는 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고,
상기 제1 고농도 도핑 영역 및 상기 제2 고농도 도핑 영역은 서로 접하고,
상기 코어 영역은 광 신호들에 대해서 웨이브가이드(waveguide)로서 동작하며,
상기 제1 저농도 도핑 영역과 상기 제2 저농도 도핑 영역 사이에 동작 전압이 인가되는 경우에, 상기 고농도 도핑 영역 내의 상기 제1 고농도 도핑 영역과 상기 제2 고농도 도핑 영역이 접하는 부분에 1개의 공핍 영역이 형성되고,
상기 동작 전압에 기초하여 상기 공핍 영역의 폭을 조절하며,
상기 동작 전압이 접지 전압인 경우에, 상기 공핍 영역의 폭은 상기 고농도 도핑 영역의 폭보다 작고,
상기 동작 전압이 역 바이어스 전압인 경우에, 상기 역 바이어스 전압이 증가함에 따라 상기 공핍 영역의 폭은 증가하는 것을 특징으로 하는 광전송 변환 장치.
And an all-optical converter that converts the transmitted electrical signal to a transmitted optical signal based on the transmitted electrical signal,
The all-optical converter,
Semiconductor substrates;
A core region disposed on the semiconductor substrate and including a first low concentration doped region, a second low concentration doped region, and a high concentration doped region disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region;
The slab regions are disposed on the semiconductor substrate in contact with the core region,
The high concentration doping region,
A first high concentration doped region disposed between the first low concentration doped region and the second low concentration doped region to contact the first low concentration doped region and having the same impurity type as the first low concentration doped region; And
Arranged between the first high concentration doping region and the second low concentration doping region to be in contact with the second low concentration doping region, and having the same impurity type as the second low concentration doping region, and an impurity type different from the first high concentration doping region. A second high concentration doped region having a
The first high concentration doped region and the second high concentration doped region are in contact with each other,
The core region acts as a waveguide for optical signals,
When an operating voltage is applied between the first low-concentration doping region and the second low-concentration doping region, a depletion region is formed at a portion of the high-concentration doping region that is in contact with the first high-concentration doping region Is formed,
The width of the depletion region is adjusted based on the operating voltage,
When the operating voltage is a ground voltage, the width of the depletion region is smaller than the width of the high concentration doped region,
And when the operating voltage is a reverse bias voltage, the width of the depletion region increases as the reverse bias voltage increases.
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