KR20000056928A - Photodetector for wavelength and optical power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체의 밴드갭 근처의 파장대역에서 입사되는 파장에 따라 물질의 광흡수계수가 변화하는 성질을 이용하여 입사광의 파장 및 광세기를 측정할 수 있는 새로운 광검출기에 대한 것이다.The present invention relates to a new photodetector capable of measuring the wavelength and light intensity of incident light by using a property in which the light absorption coefficient of the material is changed according to the wavelength incident in the wavelength band near the band gap of the semiconductor.
고도의 정보화 사회에 살고 있는 현재, 계속 증가되는 통신수요에 보다 효율적으로 대처하기 위해 하나의 광섬유에 여러 파장의 신호를 동시에 전송하는 파장분할 다중화 기술은 광통신 시스템에 있어서 중요한 기술 중 하나이다. 현재 이러한 광통신에 사용되는 광원에 대한 파장 확인 및 그 광세기를 측정하는 것은 필수적이라 할 수 있다.Currently living in a highly information society, wavelength division multiplexing technology, which transmits multiple wavelength signals simultaneously to one optical fiber, is one of the important technologies in optical communication systems to cope with ever-increasing communication demand. At present, it is essential to check the wavelength of the light source used for the optical communication and measure the light intensity.
도 1은 단일 밴드갭을 가지는 InGaAsP 혼합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물 구조를 가지는 종래의 파장확인 방법을 설명하기 위한 그림이다. 일반적인 정공형-진성형-전자형 (p-i-n) 접합 광검출기와 기본적인 구조는 같으나 진성형 흡수층의 물질이 InGaAsP 혼합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물(3) 구조로 되어있다.1 is a diagram illustrating a conventional wavelength identification method having an InGaAsP mixture having a single bandgap or an InGaAsP / InGaAsP multi-quantum well structure. Although the basic structure is the same as that of a general hole-intrinsic-electron (p-i-n) junction photodetector, the material of the intrinsic absorption layer is composed of InGaAsP mixture or InGaAsP / InGaAsP multiquantum well (3).
도 2는 InGaAsP 흡수층 광검출기 구조 위에 InGaAs 흡수층의 광검출기와 수직으로 집적화하여 추가의 InGaAs 광검출기가 필요 없는 집적형 광검출기 구조를 나타내고 있다. 즉, 광검출기에 있어서, 전자형 InP 반도체 기판(6) 위에 InGaAsP혼합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물 흡수층(3), 클래드층, InGaAs 흡수층(7) 및 클래드층이 연속적으로 적층되고, 상기 다중양자우물 광흡수층(3)의 상부에 클래드층에 접촉되는 광검출기의 정공형 저항성 접촉 금속층(8)이 추가로 구성된다.FIG. 2 shows an integrated photodetector structure in which the InGaAsP absorber layer photodetector structure is vertically integrated with the photodetector of the InGaAs absorber layer so that no additional InGaAs photodetector is required. That is, in the photodetector, an InGaAsP mixture or an InGaAsP / InGaAsP multiquantum well absorbing layer 3, a cladding layer, an InGaAs absorbing layer 7, and a cladding layer are successively stacked on the electronic InP semiconductor substrate 6, and the multi-quantum On top of the well light absorbing layer 3 is further formed a hole-type resistive contact metal layer 8 of the photodetector in contact with the cladding layer.
그러나, 진성형 흡수층이 단일 밴드갭을 가질 때 그 밴드갭 부근에서 선형적으로 광흡수가 이루어지는 흡수 파장대역이 좁을 것으로 예상되며 측정 가능한 파장 또한, 광통신 광원에서 사용 중인 대표적인 파장인 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛의 하나의 파장만 측정 가능하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 밴드갭이 서로 다른 InGaAsP 흡수층을 여러층 연속적으로 적층 함으로써, 단일 흡수층을 가지는 광검출기보다 넓은 흡수 파장대역을 가지고 다중분할 다중화 광통신시스템에서 사용되는 여러 개의 광원의 파장을 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 InGaAsP 흡수층을 가지는 광검출기를 제안하고자 한다.However, when the intrinsic absorption layer has a single bandgap, it is expected that the absorption wavelength band where the light absorption is linear in the vicinity of the bandgap will be narrow, and the measurable wavelength may also be 1.3 µm or 1.55 µm, which is a representative wavelength used in an optical communication light source. Only one wavelength of can be measured. Therefore, in order to solve this problem, in the present invention, by stacking multiple InGaAsP absorbing layers having different bandgaps in succession, a plurality of light sources used in a multi-division multiplexing optical communication system having a broader absorption wavelength band than a photodetector having a single absorbing layer are provided. A photodetector having an InGaAsP absorbing layer characterized by simultaneously measuring wavelengths is proposed.
종래의 InGaAsP 혼합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물 구조의 단일 광흡수층을 가지는 광검출기를 사용할 경우, 그 흡수 파장대역이 좁을 것으로 예상되는데, 그 실험적인 예로써, 도 3에서와 같이 1.55 ㎛의 밴드갭을 가지는 단일 InGaAsP 흡수층을 이용하여 측정한 입력광의 파장변화에 따른 InGaAsP 흡수층에서의 광전류의 변화 관계를 조사하였다. 광흡수가 이루어지는 파장대역은 약 20 nm정도로 매우 좁을 뿐만 아니라, 상기 도 3에서 정확하게 1.55 ㎛ 파장 대역에서 광흡수가 이루어지는 '밴드갭을 가지는 InGaAsP 흡수층의 결정 성장은 매우 어렵다.When using a photodetector having a single light absorbing layer having a conventional InGaAsP mixture or an InGaAsP / InGaAsP multi-quantum well structure, the absorption wavelength band is expected to be narrow. As an experimental example, a band gap of 1.55 μm as shown in FIG. The relationship of the photocurrent change in the InGaAsP absorption layer with the change of wavelength of the input light measured using a single InGaAsP absorption layer with was investigated. The wavelength band where the light absorption is made is very narrow, about 20 nm, and crystal growth of the InGaAsP absorption layer having the band gap where light absorption is made in the wavelength band exactly 1.55 μm is very difficult in FIG. 3.
본 발명에서는, InGaAsP 혼합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물 구조의 단일 광흡수층 대신 밴드갭이 서로 다른 InGaAsP 흡수층을 여러층 연속적으로 적층된 다층 InGaAsP 흡수층을 가지는 광검출기, 그리고 InGaAsP 흡수층과 InGaAs 흡수층을 수직으로 집적화시킨 광검출기를 제안하여 넓은 흡수 파장대역을 가지고 동시에 여러 개의 파장 측정이 가능한 광검출기의 구현을 목적으로 한다.In the present invention, instead of a single light absorbing layer of InGaAsP mixture or InGaAsP / InGaAsP multi-quantum well structure, a photodetector having a multi-layered InGaAsP absorbing layer having a plurality of consecutively stacked InGaAsP absorbing layers, and an InGaAsP absorbing layer and an InGaAs absorbing layer vertically. An integrated photodetector is proposed to implement a photodetector that can measure multiple wavelengths simultaneously with a wide absorption wavelength band.
또한, 본 발명에서는 광세기에 의해 변화하는 광전류를 측정하는 InGaAs 흡수층으로 구성된 광검출기와 입사광의 파장 변화를 측정하는 InGaAsP 흡수층으로 구성된 광검출기를 각각 독립적으로 제작하여 함께 패키징하는 것을 특징으로 하는 파장 및 광세기를 동시 측정이 가능한 광검출기도 제안하고자 한다.In addition, in the present invention, a photodetector composed of an InGaAs absorbing layer measuring a photocurrent that varies with light intensity and a photodetector composed of an InGaAsP absorbing layer measuring a change in wavelength of incident light are independently manufactured and packaged together. A photodetector capable of simultaneously measuring light intensity is also proposed.
도 3의 실험결과에서 알 수 있듯이, 단일 흡수층으로 구성된 광검출기의 광흡수가 선형적으로 이루어지는 파장대역은 약 20 nm 정도로 매우 좁지만, 본 발명에서 제안한 밴드갭이 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층을 적층하면 선형적으로 변화하는 넓은 광흡수 파장대역을 가지는 광검출기를 제작할 수 있다. 따라서, 상기의 넓은 광흡수 파장대역을 가지는 광검출기를 구현하기 위해서는 밴드갭이 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층을 성장시키는 적층기술이 절대적으로 필요하다. 마찬가지로, 1.3 ㎛ 와 1.55 ㎛와 같이 여러 가지의 파장을 동시에 측정할 수 있는 광검출기의 구현을 위해서는 하나의 파장대역을 중심으로 밴드갭이 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층을 성장하는 적층기술도 매우 중요한 기술하다.As can be seen from the experimental results of FIG. 3, although the wavelength band of linearly absorbing light of a photodetector composed of a single absorbing layer is very narrow, about 20 nm, several InGaAsP absorbing layers having different band gaps proposed in the present invention are stacked. The photodetector having a wide light absorption wavelength band that changes linearly can be manufactured. Therefore, in order to implement the photodetector having the wide light absorption wavelength band, a lamination technique for growing an InGaAsP absorption layer having different band gaps is absolutely necessary. Similarly, in order to implement a photodetector capable of measuring several wavelengths simultaneously, such as 1.3 μm and 1.55 μm, a lamination technology for growing multiple InGaAsP absorbing layers having different band gaps around one wavelength band is also very important. Do.
한편, InGaAs 광흡수층과 InGaAsP 광흡수층을 수직으로 연속적으로 적층하게 되면 두 흡수층에서의 누설전류가 비례해서 커지게 되고 따라서 광검출기 소자의 수신감도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 따라서 이 들 두 광소자, 즉, 광전류를 측정하는 InGaAs 흡수층으로 구성된 광검출기와 입사광의 파장을 측정하는 InGaAsP 흡수층으로 구성된 광검출기를 각각 독립적으로 제작하여 함께 패키징하여 두 광검출기의 누설전류를 최소화함으로써, 수신감도를 높일 수 있다. 누설전류를 최소화하기 위해서는 광검출기 소자의 제조공정 등에 의해서도 영향을 받을 수 있으나, 현재, 대부분의 누설전류는 흡수층의 적층 기술에 의해 결정되므로 InGaAs 흡수층 및 InGaAsP 흡수층의 적층 기술은 매우 중요하다 할 수 있다.On the other hand, when the InGaAs light absorbing layer and the InGaAsP light absorbing layer are vertically stacked in succession, the leakage current in the two absorbing layers increases in proportion, which causes a decrease in the reception sensitivity of the photodetector element. Therefore, these two photo devices, namely, a photodetector composed of an InGaAs absorption layer for measuring photocurrent and an InGaAsP absorber layer for measuring the wavelength of incident light, are fabricated independently and packaged together to minimize leakage currents of the two photodetectors. The reception sensitivity can be improved. In order to minimize the leakage current may also be affected by the manufacturing process of the photodetector element, but at present, since most leakage current is determined by the stacking technology of the absorption layer, the stacking technology of the InGaAs absorption layer and InGaAsP absorption layer may be very important. .
도 1 - 종래의 파장의존성을 갖는 광검출기 구조의 개략 단면도1-Schematic cross section of a conventional photodetector structure with wavelength dependence
도 2 - 종래의 파장의존성을 갖는 광검출기와 파장의존성이 없는 광검출기를 집적화 한 광소자 구조의 개략 단면도Fig. 2-Schematic cross-sectional view of an optical device structure incorporating a conventional photodetector having a wavelength dependency and a photodetector without a wavelength dependency.
도 3 - 단일 광흡수층을 갖는 InGaAsP 광검출기에서 입력광의 파장변화에 따른 광전류의 변화곡선FIG. 3-Curve of Photocurrent Change with Wavelength of Input Light in InGaAsP Photodetector with Single Light Absorption Layer
도 4 - InGaAsP 광흡수층을 가지는 반도체 광검출기의 구조를 나타내는 개략단면도4-schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor photodetector having an InGaAsP light absorption layer;
도 5 - 밴드갭이 서로 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층 광검출기 구조와 InGaAs 흡수층의 광검출기와 수직으로 집적화한 광검출기의 개략 단면도5 is a schematic cross-sectional view of an InGaAsP absorption layer photodetector structure having multiple band gaps and a photodetector integrated vertically with the photodetector of the InGaAs absorption layer.
도 6a - 광전류를 측정용 InGaAs 흡수층으로 구성된 한 개의 광검출기와 파장을 측정용 InGaAsP 흡수층으로 구성된 한 개의 광검출기를 각각 독립적으로 제작하여 동일 기판 위에 함께 패키징하는 구조의 개략 단면도6A-Schematic cross-sectional view of a structure in which a photodetector composed of an InGaAs absorbing layer for measuring photocurrent and a photodetector composed of an InGaAsP absorbing layer for measuring wavelengths are independently manufactured and packaged together on the same substrate
도 6b - 광전류를 측정용 InGaAs 흡수층으로 구성된 한 개의 광검출기와 파장을 측정용 InGaAsP 흡수층으로 구성된 세 개의 광검출기를 각각 독립적으로 제작하여 동일 기판 위에 함께 패키징하는 구조의 개략 단면도6B-A schematic cross-sectional view of a structure in which a photodetector composed of an InGaAs absorbing layer for measuring photocurrent and three photodetectors composed of an InGaAsP absorbing layer for measuring wavelengths are independently manufactured and packaged together on the same substrate.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1: 광검출기의 양극 2: 광검출기의 정공형 저항성 접촉 금속층1: anode of photodetector 2: hole-type ohmic contact metal layer of photodetector
3: 광검출기의 InGaAsP 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물구조 흡수층3: InGaAsP or InGaAsP / InGaAsP multi-quantum well structure absorption layer of photodetector
4: 광검출기의 음극 5: 광검출기의 전자형 저항성 접촉 금속층4: cathode of photodetector 5: electronic resistive contact metal layer of photodetector
6: 전자형 InP 반도체 기판 7: 광검출기의 InGaAs 흡수층6: Electronic InP Semiconductor Substrate 7: InGaAs Absorption Layer of Photodetector
8: 광검출기의 정공형 저항성 접촉 금속층8: hole resistive contact metal layer of photodetector
9: 정공형 InP 층/정공형 InGaAs 저항성 접촉층9: Hole InP Layer / Hole InGaAs Resistive Contact Layer
10: 광검출기의 공통 양극10: common anode of photodetector
11: 밴드갭이 서로 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층11: Multiple InGaAsP Absorption Layers with Different Band Gap
12: InGaAs 흡수층 광검출기12: InGaAs absorption layer photodetector
13: 하나 혹은 그 이상의 파장대역을 가지는 단입 밴드갭 혹은 서로 다른 밴드갭을 가지는 InGaAsP 광검출기13: InGaAsP Photodetectors with Single or Single Bandgap with One or More Wavelength Bands or with Different Bandgaps
14: 열 방출 기판 (heat sink)14: heat sink
15: 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛ 파장대역의 단입 밴드갭 혹은 서로 다른 밴드갭을 가지는 InGaAsP 광검출기15: InGaAsP photodetector with single bandgap or different bandgap in 1.3 μm or 1.55 μm wavelength band
본 발명에서 제안한 광검출기의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하기로 한다. 도 4는 본 발명에서 제안한 구조를 실현하기 위한 InGaAsP 광흡수층의 구조를 나타낸 개략도이다.Detailed description of the photodetector proposed in the present invention will be referred to the accompanying drawings. Figure 4 is a schematic diagram showing the structure of the InGaAsP light absorption layer for realizing the structure proposed in the present invention.
본 발명에서는 진성형 광흡수층의 물질에 있어서, 종래의 InGaAsP 화합물 혹은 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물을 가지는 진성형 광흡수층 대신 밴드갭이 서로다른 여러층의 InGaAsP 흡수층(3) 구조로 되어 있다. 전자형 InP 흡수층(6) 위에 진성형 InGaAsP 흡수층으로 이루어지고 그 위에 정공형 InP 흡수층과 정공형 InGaAs 저항성 접촉층(9)으로 이루어지는 구조에서 광검출기의 흡수층으로 밴드갭이 서로 다른 여러층의 InGaAsP 광흡수층(3)의 구조로 적층하면 요구하는 정확한 흡수 파장대역을 가지는 InGaAsP 흡수층을 까다롭게 성장할 필요가 줄어들어 InGaAsP 흡수층의 적층이 쉬워진다. 또한, 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛ 파장대에서의 입사광의 파장에 대해 넓은 흡수 파장대역을 가지게 되어 InGaAsP 흡수층을 가진 광검출기의 파장측정 범위를 종래의 파장측정 가능한 광검출기의 측정범위보다 확대시킬 수 있다. 만약 광원의 파장대가 단일 파장이 아닌 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛ 동시에 입력광으로 들어 온다면, 도 4의 InGaAsP 광흡수층 성장시, 1.3 ㎛와 1.55 ㎛ 각각의 파장대를 중심으로 밴드갭이 다른 여러층의 InGaAsP 광흡수층을 성장된 광검출기를 사용하여 1.3 ㎛와 1.55 ㎛등의 여러 가지의 파장을 동시에 측정할 수 있다.In the present invention, the intrinsic light absorbing layer has a structure of several InGaAsP absorbing layers 3 having different band gaps instead of the intrinsic light absorbing layer having a conventional InGaAsP compound or an InGaAsP / InGaAsP multi-quantum well. Multiple layers of InGaAsP light having different band gaps as absorbing layers of the photodetector in a structure consisting of an intrinsic InGaAsP absorbing layer on the electronic InP absorbing layer 6 and a hole InP absorbing layer and a hole InGaAs resistive contact layer 9 thereon. Stacking with the structure of the absorbing layer 3 reduces the need for difficult growth of the InGaAsP absorbing layer having the required accurate absorbing wavelength band, thereby facilitating stacking of the InGaAsP absorbing layer. In addition, it has a broad absorption wavelength band for the wavelength of incident light in the 1.3 μm or 1.55 μm wavelength band, thereby making it possible to extend the wavelength measurement range of the photodetector having the InGaAsP absorption layer than that of a conventional wavelength measurable photodetector. If the wavelength band of the light source enters the input light simultaneously at 1.3 μm or 1.55 μm instead of a single wavelength, when the InGaAsP light absorption layer is grown in FIG. 4, multiple layers of InGaAsP having different band gaps around the wavelength bands of 1.3 μm and 1.55 μm, respectively Using a photodetector grown with a light absorption layer, various wavelengths such as 1.3 μm and 1.55 μm can be simultaneously measured.
본 발명에서는 도 5와 같이 밴드갭이 서로 다른 여러층의 InGaAsP 흡수층 광검출기 구조와 InGaAs 흡수층의 광검출기 구조를 수직으로 집적화하여 추가의 InGaAs 광검출기가 필요 없는 시스템 구성이 간단한 집적형 광검출기를 제안한다.The present invention proposes an integrated photodetector having a simple system configuration without the need for an additional InGaAs photodetector by vertically integrating multiple InGaAsP absorption layer photodetector structures having different band gaps and photodetector structures of the InGaAs absorption layers as shown in FIG. 5. do.
즉, 광검출기에 있어서, 전자형 InP 반도체 기판(6)의 상부에 밴드갭이 서로 다른 여러층의 InGaAsP 광흡수층(10), 클래드층, InGaAs 광흡수층(7) 및 클래드층이 차례로 적층되고, 상기 밴드갭이 서로 다른 여러층의 광흡수층(10)의 상부의 클래드층에 콘텍되는 광검출기의 정공형 저항성 접촉 금속층(2)이 추가로 구성된다. 도 5와 같이 InGaAsP 흡수층 광검출기 구조와 InGaAs 흡수층의 광검출기와 수직으로 집적화할 경우, InGaAsP 흡수층 광검출기 구조 위에 InGaAs 흡수층을 집적화하거나 혹은 InGaAs 흡수층 구조 위에 InGaAsP 흡수층을 수직으로 집적화한 구조도 제안한다.That is, in the photodetector, a plurality of InGaAsP light absorbing layers 10, cladding layers, InGaAs light absorbing layers 7 and cladding layers having different band gaps are sequentially stacked on top of the electronic InP semiconductor substrate 6, The hole-type ohmic contact metal layer 2 of the photodetector contacting the clad layer on the upper part of the multiple light absorption layers 10 having different band gaps is further configured. When the InGaAsP absorption layer photodetector structure and the InGaAs absorption layer photodetector are vertically integrated as shown in FIG. 5, an InGaAs absorption layer is integrated on the InGaAsP absorption layer photodetector structure or an InGaAsP absorption layer is vertically integrated on the InGaAs absorption layer structure.
이렇게 밴드갭이 서로 다른 InGaAsP 흡수층과 InGaAs 흡수층을 수직으로 집적화시킨 광검출기의 작용 원리는 다음과 같다. 도 5에서 광섬유을 통하여 입사된 광의 일부는 파장에 관계없이 InGaAs 흡수층(7)에 흡수되어 입력광의 세기에 따른 광전류를 중간의 정공형 저항성 접촉 금속층(8)과 위의 정공형 저항성 접촉 금속층(2)으로부터 측정되며, 입사광에 대해 파장의존성을 가지는 InGaAsP 구조의 흡수층(3)의 흡수 파장대역에서 흡수된 나머지 입력광의 파장은 중간의 정공형 저항성 접촉 금속층(8)과 아래의 전자형 저항성 접촉 금속층(5)으로부터 측정된다.The operation principle of the photodetector in which the InGaAsP absorption layer and the InGaAs absorption layer having different band gaps are vertically integrated is as follows. In FIG. 5, part of the light incident through the optical fiber is absorbed by the InGaAs absorbing layer 7 irrespective of the wavelength so that a photocurrent according to the intensity of the input light is transmitted to the intermediate hole-type ohmic contact metal layer 8 and the hole-type ohmic contact metal layer 2 above. The wavelength of the remaining input light absorbed in the absorption wavelength band of the absorption layer 3 of the InGaAsP structure having wavelength dependence on the incident light is determined by the intermediate hole-type resistive contact metal layer 8 and the electron-resistant resistive contact metal layer 5 below. Is measured from
도 6는 광전류를 측정하는 InGaAs 흡수층으로 구성된 광검출기와 입력광의 파장을 측정하는 InGaAsP 흡수층으로 구성된 광검출기를 각각 독립적으로 제작하여 동일 열 방출 기판 위에 한 개의 InGaAs 광검출기와 하나 혹은 그 이상의 파장대역을 가지는 단입 밴드갭 혹은 서로 다른 밴드갭을 가지는 InGaAsP 광검출기 (도 6a)혹은 한 개의 InGaAs 광검출기와 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛ 파장대역의 단입 밴드갭 혹은 서로 다른 밴드갭을 가지는 InGaAsP 광검출기 (도 6b)를 함께 패키징하는 것을 제안한 그림이다. 이러한 방법은 그 동작 원리와 측정원리는 상기한 InGaAs 흡수층과 InGaAsP 흡수층을 수직으로 집적화시킨 광검출기의 동작원리와 동일하지만, 각각의 광검출기를 독립적으로 제작함으로써 각각의 두 개의 광검출기를 함께 패키징하는 방법만 다를 뿐이다. 이러한 패키징 방법은 광섬유로부터 입사되는 광이 두개의 독립된 광검출기에 결합(커플링)되어야 하므로 비록 광결합 효율은 낮지만 그 수신감도는 높일 수 있다는 장점이 있다.FIG. 6 shows that an InGaAs photodetector and one or more wavelength bands are formed on the same heat emission substrate by independently fabricating a photodetector including an InGaAs absorbing layer for measuring photocurrent and an InGaAsP absorbing layer for measuring the wavelength of input light. InGaAsP photodetector with single-band bandgap having different bandgap or different bandgap (FIG. 6A) or one InGaAs photodetector with single-band bandgap with 1.3 or 1.55 μm wavelength band or with different bandgap (FIG. 6B) Figure suggests packaging together. This method is similar to the operation principle of the photodetector in which the InGaAs absorbing layer and the InGaAsP absorbing layer are vertically integrated. However, the two photodetectors are packaged together by fabricating each photodetector independently. The only way is different. This packaging method has the advantage that although the light incident from the optical fiber has to be coupled (coupled) to two independent photodetectors, although the optical coupling efficiency is low, its reception sensitivity can be improved.
상기 기술한 바와 같이 진성형 흡수층이 하나만의 밴드갭을 가질 때, 그 밴드갭 부근에서 선형적으로 광흡수가 이루어지는 흡수 파장대역은 좁고 흡수층 성장 또한 까다로울 뿐만 아니라, 파장 또한 광통신 광원에서 주로 사용되는 1.3 ㎛ 혹은 1.55 ㎛ 중 하나의 파장만 측정 가능할 뿐이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하나 혹은 여러 개의 외부 입력광원의 파장을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 그 광전류 또한 동시에 측정할 수 있는 광검출기에 있어서, 종래의 단일 밴드갭을 가지는 광흡수층을 대신 밴드갭이 서로 다른 InGaAsP 광흡수층을 성장시킴으로써 종래보다 InGaAsP 광흡수층을 용이하게 성장할 수 있고 넓은 광흡수 파장대역을 가지며 다양한 광파장을 가지는 광통신 광원의 파장을 넓은 파장대역에서 여러 가지의 파장을 측정 할 수 있을 뿐만 아니라 광세기에 의해 변화하는 광전류릍 측정하는 InGaAs 흡수층의 아래 혹은 InGaAs 흡수층 위에 수직으로 집적화 시킴으로써 여러 가지 입력광원의 파장과 광전류를 동시에 측정 가능한 광검출기를 제작할 수 있다.As described above, when the intrinsic absorption layer has only one bandgap, the absorption wavelength band where the light absorption is linear in the vicinity of the bandgap is narrow and the absorption layer growth is difficult, and the wavelength is also mainly used in optical communication light sources. Only the wavelength of either [mu] m or 1.55 [mu] m can be measured. In order to solve this problem, in the present invention, not only can measure the wavelength of one or several external input light source but also the photocurrent can be measured at the same time, instead of the conventional light absorption layer having a single band gap By growing InGaAsP light-absorbing layers with different bandgaps, InGaAsP light-absorbing layers can be grown more easily than in the past, and the wavelength of optical communication light sources having a wide light absorption wavelength band and various light wavelengths can be measured at various wavelengths. In addition, by integrating vertically below the InGaAs absorbing layer or the InGaAs absorbing layer to measure the photocurrent varying according to the light intensity, a photodetector capable of simultaneously measuring wavelengths and photocurrents of various input light sources can be fabricated.
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1999
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