KR20020084428A - 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로구성된 광전소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터를 동일한 반도체 기판위에 광다링턴쌍의 형태로 집적화하여 흡수된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 증폭하는 광전소자와 그 제조방법을 제안한다.
Description
본 발명은 화합물 반도체를 이용한 광소자와 전자소자의 결합소자에 관한 것으로서, 특히 이종접합 광트랜지스터 및 이종접합 쌍극자 트랜지스터를 동일기판 상에 집적화한 광전소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 10 Gbps급 이상의 초고속 광통신 부품들은 Si에 비해 월등한 전기적 특성을 나타내는 화합물 반도체 소자가 주로 사용되고 있다. 즉 고주파 특성이 우수한 HEMT(High Electron Mobility Transistor) 또는 이종접합 쌍극자 트랜지스터(Heterojunction Bipolar Transistor; 이하 "HBT"라 함) 기술을 이용하여 개발되고 있는데, 특히 HBT 기술은 디지털 형태의 광신호 처리에 매우 중요한 위상 잡음 특성이 우수하여 광수신기 광전집적회로(OEIC)의 전치증폭기로 널리 사용되고 있다.
광신호를 흡수하여 전기적 신호로 변환시켜주는 광검출기로는 사용용도에 따라 PIN, 애벌런치(Avalanche), MSM 광다이오드 등과 같은 광다이오드가 주류를 이루어 사용되어 왔다. 상기 PIN 광다이오드는 동작원리 뿐만아니라 에피구조도 간단하여 광검출기로 가장 흔히 사용되고 있다.
한편, 도 1은 종래의 화합물 반도체 에피층 성장법에 의해 HBT를 먼저 제작한 후에 동일기판상에 에피층을 재성장시켜 PIN 광다이오드를 제작한 결합소자의 단면도이다. 이때 상기 HBT와 PIN 광다이오드를 별도로 성정시키는 이유는 두 소자가 각각 전자소자와 광소자로써 추구하는 성능이 근본적으로 다르기 때문이다.
즉, 도 1을 참조하여 설명하면, InP층으로 이루어진 반절연 화합물 반도체 기판(1)의 일측을 식각하여 움푹한 홈을 형성시킨 상태에서 HBT의 부콜렉터층인 InGaAs층(2), 콜렉터층인 InGaAs층(3), 베이스층인 InGaAs층(4), 에미터층인 InP층(5), 에미터캡층인 InGaAs층(6) 및 PIN 광다이오드의 n영역층인 InP층(7), i영역 광흡수층인 InGaAs층(8), p영역층인 InGaAs층(9), 접촉층인 InGaAs층(10)을 순차적으로 성장시킨 상태에서, 메사 식각 공정을 통해 광다이오드 및 HBT 영역을 각각 형성한다. 이어서, HBT의 에미터 전극(11), 베이스 전극(12), 콜렉터 전극(13)과 광다이오드의 링 형태의 애노우드 전극(14), 캐소우드 전극(15)을 형성하여 각각의 영역에 PIN 광다이오드 및 HBT 소자를 제조한다.
그러나, 전술한 바와 같이 동일한 에피구조를 성장시켜 제작할 경우, PIN 광다이오드의 광응답 특성을 향상시키기 위해서는 주흡수층인 i-영역(HBT에서의 콜렉터층에 해당)의 두께를 더 두껍게, 도핑을 더 낮게 해주어 양자효율을 증가시켜야 하지만 이것은 HBT의 정전용량 및 직렬저항을 증가시키므로 동작속도 지연이 초래되어 HBT의 고주파 성능을 열화시키는 원인이 되기 때문이다. 따라서 도 1과 같이 전자소자와 광소자를 별도로 제작할 경우 에피층을 따로 성장시켜야 하므로 제작 공정이 복잡해지고 제조단가가 상승하게 되는 단점이 있다.
또 한편으로, 최근에는 집적화 공정상의 유리함 때문에 PIN 광다이오드의 p-i-n 영역을 HBT의 베이스-콜렉터-부콜렉터층의 에피구조와 호환함으로써 동일한 에피층을 사용하여 제작하고 있는 추세이나, 상기와 같은 trade-off 관계를 고려한 설계를 통해 에피구조를 최적화하여야 하므로 역시 전자소자로써 HBT의 성능을 극대화 할 수 없는 단점이 있다. 특히, PIN 광다이오드는 근본적으로 역방향 바이어스된 다이오드 동작원리를 이용하므로 내부이득이 없기 때문에 광전변환효율이 작아서 수신기의 감도 특성을 열화시키는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
도 2는 전자의 충돌이온화가 쉽게 발생하도록 초격자 구조를 사용한 최근의 애벌런치 광다이오드와 HBT의 결합소자의 단면도로서, 상세하게는 HBT를 먼저 형성한 다음에 애벌런치 광다이오드에 필요한 에피박막을 재성장하여 결합소자를 제작한 것이다.
상기 도 2를 참조하면, InP층으로 이루어진 반절연 화합물 반도체 기판(16)에 HBT의 부콜렉터층인 InGaAs층(17), 콜렉터층인 InGaAs층(18), 베이스층인 InGaAs층(19), 에미터층인 InP층(20), 에미터캡층인 InGaAs층(21)을 순차적으로 성장시킨 에피 박막을 사용하며, 메사 식각 공정 후 HBT의 저항성 에미터 전극(22), 베이스 전극(23), 콜렉터 전극(24)을 형성하고 소자 분리 식각을 실시하여 HBT 전자 소자의 제작을 완료한다. 이후, 애벌런치 광다이오드를 제작하기 위하여 HBT의 타측 영역상에 p+형 InGaAs층(25), p+형 InP층(26), p-형 InGaAs층(27), p+형 InP층(28), 초격자 형태의 InGaAs, InP의 두 쌍(29), n+형 InAlAs층(30), n+형 InP층(31)을 에피 성장 장비를 이용하여 재성장 후, n+형 InP층(31)박막 위에 링 모양의 저항성 금속 전극(32)을 형성하고, 광 소자의 동작 영역을 결정하기 위해 소자 분리 식각을 행한 후, p+형 InGaAs층(25)의 가장자리 둘레에 원형의 저항성 금속전극(33)을 형성하여 애벌런치 광다이오드 소자를 제조한다.
그러나, 전술한 제조방법에 있어서, 상기 애벌런치 광다이오드 또한 HBT와 에피구조의 호환이 되지 않으므로, 전자소자를 먼저 제작한 후, 광소자 에피층을 재성장하는 과정이 필요하기 때문에 제작공정수가 크게 증가할 뿐만아니라 신뢰도에 좋지않은 영향을 끼친다. 또한 pn 접합에 높은 전계를 인가하기 위한 큰 바이어스 문제, 높은 잡음지수, 균일한 애벌런치를 유도하기 위한 가드링 형성 등 여러 문제점들이 해결되어야 HBT와 집적화가 가능해진다.
상술한 바와 같이 광다이오드들은 전치증폭기의 역할을 하는 HBT와의 집적화를 고려한다면, 최적의 성능을 가지기 위해 공정상의 불이익을 감수하고서라도 동일 기판상에 전자소자와 광소자를 별도로 성장시켜 제작하거나, 아니면 HBT와의trade-off를 고려한 최적화 설계를 통해 각 소자의 성능 저하를 감수하여야 한다. 따라서 동일한 에피구조를 가져 집적화 공정상 유리할 뿐만아니라 성능면에서도 고감도, 고속 특성을 나타내는 광소자와 전자소자의 결합소자에 대한 대안이 절실히 필요한 실정이다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 종래의 광다이오드를 대체하여 전치증폭기로 사용되는 HBT와 근본 동작원리 및 에피구조가 동일한 HPT를 광검출기로 사용하는 광소자와 전자소자의 결합소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터를 동일한 반도체 기판위에 광다링턴쌍의 형태로 흡수된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 증폭하는 광전소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광수신기의 감도와 소자의 속도를 향상시킬 수 있는 광전소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 에미터-베이스-콜렉터-부콜렉터층의 에피구조를 완전 일치시켜 종래의 에피구조가 일치하지 않는 광다이오드와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 집적화에 필요한 부가적인 제작공정 수를 줄일 수 있는 광전소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1 견지에 따른 본 발명은 반절연성 화합물 반도체 기판상에 차례로 적층된 부콜렉터층, 콜렉터층, 베이스층, 에미터층, 에미터캡층으로 구성되고, 에미터층, 베이스·콜렉터층, 부콜렉터층을 3중 메사(triple mesa) 구조로 하여 소정의 거리를 두고 화합물 반도체 기판까지 습식 식각하여 서로 격리되어 있으며, 메사 구조 표면에 전극 금속막이 증착되어 표면보호 절연막의 비아홀을 통해 HPT의 에미터, 콜렉터 전극이 HBT의 베이스, 콜렉터 전극과 각각 배선 금속에 의해 전기적으로 접속되는 광다링턴쌍의 형태를 포함하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자를 제안한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제2 견지에 따른 본 발명은 반절연성 화합물 반도체 기판상에 부콜렉터층, 콜렉터층, 베이스층, 에미터층, 에미터캡층을 차례로 적층하는 공정과, HPT와 HBT의 에미터캡층과 에미터층을 각각 습식 식각한 후, 에미터, 베이스 저항성 전극을 리프트오프 방법에 의해 동시에 형성하는 공정과, HPT와 HBT의 베이스, 콜렉터층을 동시에 습식 식각한 후, 콜렉터 저항성 전극을 리프트오프 방법에 의해 형성하는 공정과, HPT와 HBT의 부콜렉터층을 습식 식각하여 두 소자를 전기적으로 격리하고, 이때 동일 마스크를 이용하여 HPT의 에미터 전극 금속을 일부 식각하여 광 수광부를 형성하는 공정과, 전체 표면을 절연막으로 포장하고 건식 식각하여 에미터 전극을 노출시키는 공정과, 마지막으로 비아홀을 통해 HPT와 HBT의 베이스, 콜렉터 전극의 배선 금속을 형성하여 HPT의 에미터, 콜렉터 전극을 HBT의 베이스, 콜렉터 전극과 각각 배선 금속으로 연결하는 공정으로 이루어진 광전소자 제조방법을 제안한다.
도 1은 종래 기술에 따른 PIN 광다이오드와 이종접합 쌍극자 트랜지스터가 결합된 광전소자의 수직 단면도.
도 2는 또 다른 종래 기술에 따른 애벌런치 광다이오드와 이종접합 쌍극자 트랜지스터가 결합된 광전소자의 수직 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.
도 4는 도 3f에서 도시하고 있는 광전소자의 수직 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 이종접합 광트랜지스트와 이종접합 쌍극자 트랜지스터가 광다링턴쌍 형태로 결합된 광전소자의 내부 회로 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
34: 반절연 화합물 반도체 기판(InP)
35: 부콜렉터층(InGaAs)
36: 에칭스톱 부콜렉터층(InP)
37: 콜렉터층(InGaAs)
38: 베이스층(InGaAs)
39: 에미터층(InP)
40: 에미터캡층(InGaAs)
41,45: 감광막42: 에미터 전극
43: 베이스 전극44: 콜렉터 전극
46: 표면 보호 절연막47: 배선 금속
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
우선, 이종접합 광트랜지스터(Heterojunction Phototransistor; 이하 "HPT"라 함)는 HBT와 동일한 에피구조를 사용하므로 두 소자의 결합소자를 제작하더라도 단지 HBT만 별도로 제작할 때의 공정과 다름이 없게 된다. 즉, 광소자와 전자소자를 따로 제작할 필요없이 동일 기판상에 집적화하여 동시에 제작이 가능하므로, 광다이오드와의 결합소자에 비해 제조공정 수를 줄일 수 있어서 공정 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 소자의 크기를 줄여 집적화에 유리하다. 또한, HPT는 광검출기이면서도 PIN 광다이오드와는 달리 트랜지스터 고유의 증폭동작으로 자체의 내부이득을 가지고 있으며, 이득을 발생시킴에 있어 애벌런치 광다이오드와는 달리 큰 애벌런치 잡음이나 높은 바이어스를 필요로 하지 않는다. 따라서 HPT와 HBT를 광다링턴쌍의 형태로 동일 기판상에 집적화하여 연결하면 HPT의 광감응에 대하여 HBT의 이득만큼 더욱 민감한 극히 높은 이득을 가지는 하나의 광전소자로 동작하므로 수신감도와 잡음대신호비를 월등히 향상시킬 수 있다.
또한, HPT에 있어서 베이스 전극을 플로팅(floating)시킨 기존의 2전극 구성의 경우, 베이스 전류는 광신호에 의해 얻어지게 되는데, 에미터-베이스 이종접합에서의 재결합 때문에 낮은 광전력에서 비교적 작은 광이득을 가지며, 접합 정전용량을 충전시키기 위한 긴 충전시간을 필요로 한다. 이에 반해 베이스에 바이어스를 인가하는 3전극 구성을 통해 베이스에 부가적인 직류전류를 공급하여 접합 부근의 정전용량을 먼저 충전시켜 충전 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 소자의 속도를 향상시켜 과도응답특성 뿐만 아니라 대역폭을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 앞에서 제안한 HPT와 HBT가 결합된 광전소자의 제조방법은 도 3a∼3f 및 도 4에서 나타내고 있는 바와 같으며, 바람직하게는 상기 도면들은 장파장 대역(1.3∼1.6㎛)에 응용하기 위한 InP 계의 광전 결합소자의 제조 공정을 나타낸 것이다.
도 3은 동일 기판상에 HPT와 HBT를 제작하기 위해 적층한 에피층의 수직 단면도이다. 반절연 InP 기판 상(34)에 MOCVD, CBE, MBE와 같은 에피성장기술을 이용하여 낮은 콜렉터 저항을 위해 고도핑된 n형 InGaAs 부콜렉터층(35), 콜렉터와 부콜렉터를 선별적으로 식각하기 위한 n형 InP 부콜렉터층(36), 작은 베이스-콜렉터 정전용량 특성을 위해 저도핑된 n형 InGaAs 콜렉터층(37), 낮은 베이스 저항을 위해 고도핑된 p형 InGaAs 베이스층(38), 베이스ㆍ콜렉터에 비해 밴드갭이 큰 n형 InP 에미터층(39), 그리고 낮은 에미터 저항을 위해 고도핑된 InGaAs 에미터캡층(40)을 순차적으로 성장시킨다. 여기서 InGaAs(35,37,38,40)는 InP 기판(34)과의 격자 정합을 위하여 인듐의 조성비(mole fraction)가 53%가 될 것이 요구된다.
그 다음, 도 3b에 나타낸 바와 같이 감광막을 마스크(41)로 사용하여 HPT와 HBT의 에미터캡층(40)과 에미터층(39)을 각각 습식 식각한다. 선택적 식각액으로는 H3PO4:H2O2:H2O (3:1:50)를 사용하여 InGaAs 에미터캡층(40)을 식각한 후, HCl:H3PO4(1:9)로 InP 에미터층(39)을 식각한다. InP 에미터(39)는 리프트오프 방법을 통해 에미터(42), 베이스 전극(43)을 동시에 증착할 수 있도록 충분히 오버행(overhang) 될 수 있을 만큼 언더컷(undercut)시킨다.
이어서, 도 3c에 나타낸 바와 같이, HPT와 HBT의 에미터 전극(42)과 베이스 전극(43)을 리프트오프 방법으로 동시에 형성한다. 저항성 접촉을 위한 금속 합금은 온도에 대한 안정성이 우수하고 반도체층으로의 확산이 작은 Ti/Pt/Au 또는 Pt/Ti/Pt/Au를 사용한다. 상기한 과정은 자기 정렬 방식에 의해 형성되므로, 전체 소자의 크기를 효과적으로 축소시켜 기생 지연 성분들을 크게 감소시킬 수 있다.
이어서, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 에미터(42)와 베이스 전극(43)을 마스크로 사용하여 HPT와 HBT의 베이스와 콜렉터를 H3PO4:H2O2:H2O (3:1:50)의 혼합용액을 사용하여 동시에 습식 식각한다. 이때 InP 부콜렉터층(36)은 InGaAs 부콜렉터층(35)과 InGaAs 콜렉터층(37) 사이의 선택적 식각을 위해서 삽입되어 졌다. 적당한 식각 시간과 온도의 선택을 통해 콜렉터를 언더컷하여 HPT와 HBT의 고주파 특성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 3e에 나타낸 바와 같이, 도 5와 같은 방법으로 리프트오프 공정에 의해서 HPT와 HBT의 콜렉터 전극(44)을 형성한다. 금속 물질은 에미터(42), 베이스 전극(43)과 마찬가지로 Ti/Pt/Au 구조의 합금을 사용하여 저항성 접촉이 되게 한다.
이어서, 도 3f에 나타낸 바와 같이, 먼저 HPT의 에미터 전극(42)과 감광막(45)을 마스크로 사용하여 HPT와 HBT의 InP(36) 및 InGaAs 부콜렉터(35)를 각각 습식 식각한다. 그후에 Au는 HCl:HNO3(3:1) 또는 KI:I2:H2O(4g:1g:40ml), Pt는 HNO3:HCl;H2O (1:7:8), Ti는 HF:H2O (1:9)로 각각 식각하여 광 수광부(Optical window)를 형성한다. 따라서 한 개의 마스크를 사용하여 HPT와 HBT의 부콜렉터를 식각해서 두 소자를 전기적으로 격리함과 동시에 HPT의 광 수광부를 형성할 수 있으므로 공정의 복잡성을 줄이며 수율을 높이고, 제조 공정비용을 절감할 수 있게 된다.
그 후에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 표면보호절연막(폴리머(46))를 스핀 코팅한 후, 200∼300℃에서 큐어링(curing)하여 폴리이미드 포장을 수행한다. 이어서 마스크 없이 건식 식각하여 에미터 전극을 노출시킨다. 그 다음 마스크를 사용하여 베이스, 콜렉터 비아 홀(via hole)을 형성한 후, HPT의 에미터 전극과 HBT의 베이스 전극을 배선금속(47)로 연결하고 또한 HPT의 콜렉터 전극 패드와 HBT의 콜렉터 전극 패드를 연결하여, 도 5와 같은 광다링턴쌍을 형성하여 HPT에서 변환된 미약한 전기적 신호를 HBT에서 증폭시킨다. 즉, 이와 같이 광다링턴쌍 형태로 구성함으로써 HPT의 광감응에 대해 HBT의 이득만큼 더욱 민감한 고감도 광전소자의 달성이 가능해진다.
한편, 앞에서 개시한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 단파장 응용을 위해 전술한 일 실시 예의 InP 계를 GaAs 계로 대체하여 제조할 수도 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자로부터 용이하게 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 종래의 광다이오드 대신에 HPT를 사용하여 HBT와 동일 기판 상에 광다링턴쌍의 형태로 집적화한 광전소자로써, 큰 바이어스나 부가적인 잡음없이 높은 광이득을 낼 수 있을 뿐만 아니라, HPT에서 기존의 2전극 구성 대신 베이스에 바이어스를 인가하는 3전극 구성을 통해 소자의 속도를 향상시킬 수 있으므로 종래의 기술에 비해 고감도 및 고속 광수신기 OEIC화를 구현할 수 있는 장점이 있다.
더우기, 본 발명은 결합소자를 구성하는 HPT와 HBT의 에피구조가 일치하므로 부가적인 공정없이 동시에 두 소자를 제조할 수 있으므로, 종래의 결합소자에 비해 제작 공정수를 현저히 줄여 제조 원가를 절감할 수 있고, 집적도 및 수율 향상과 특성 개선의 효과를 가진다.
그리고, 본 발명은 GaAs 계 재료를 사용하여 단파장 영역의 가입자 루프CATV망, 광 LAN, 컴퓨터 통신과 같은 단거리 고속전송에 응용되어 질 수 있을 뿐만 아니라, InP 계 재료를 사용하여 저손실·저분산 특성을 나타내는 장파장 영역(1.3∼1.6㎛)에 응용되어 1.5㎛ 파장의 장거리 광통신에 응용될 수 있는 상승적인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 사상은 광수신기 OEIC에만 국한되는 것이 아니라 여타 광전송용 IC 및 밀리미터파 대역의 MMIC로도 응용범위를 넓힐 수 있다.
Claims (9)
- 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터를 동일한 반도체 기판 상에 집적화한 광전소자에 있어서,상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터는 공통의 반절연 화합물 반도체 기판 상에 부콜렉터층, 콜렉터층, 베이스층, 에미터층, 에미터캡층이 차례대로 적층되어 있으며;상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터는 에미터층, 베이스·콜렉터층, 부콜렉터층이 3중 메사구조로 식각되어 있고, 이 메사구조의 표면에 전극 금속막이 적층되어 있으며;상기 이종접합 광트랜지스터는 에미터 상단의 전극 금속막이 절개되어 원형의 광 수광부가 형성되어 있으며;상기 구조의 전표면에 표면 보호 절연막으로 포장되어 있고, 에미터 전극은노출되어 있으며, 베이스, 콜렉터 전극은 비아 홀을 통해 배선 금속이 형성되어 있으며;상기 이종접합 광트랜지스터의 에미터 전극이 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 전극과, 이종접합 광트랜지스터의 콜렉터 전극이 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 콜렉터 전극과 배선 금속에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자.
- 제1항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터가 광다링턴쌍 형태의 회로 구성으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자.
- 제1항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터가 응용 파장 영역에 따라 단파장 영역에 GaAs 계, 장파장 영역에 InP 계의 화합물 반도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자.
- 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터를 동일한 반도체 기판상에 집적화한 광전소자의 제조방법에 있어서,반절연 화합물 반도체 기판 상에 에피성장기술을 사용하여 부콜렉터층, 콜렉터층, 베이스층, 에미터층, 에미터캡층을 차례대로 적층하는 과정과;상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 에미터캡층과 에미터층을 감광막을 마스크로 사용하여 각각 습식 식각한 후, 에미터 전극과 베이스 전극을 리프트오프 공정으로 동시에 형성하는 과정과;상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스층과 콜렉터층을 에미터와 베이스 전극을 마스크로 사용하여 동시에 습식 식각한 후, 리프트오프 공정으로 콜렉터 전극을 형성하는 과정과;상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 부콜렉터를 이종접합 광트랜지스터의 에미터 전극과 감광막을 마스크로 사용하여 각각 습식 식각한 후, 이종접합 광트랜지스터의 에미터 전극을 금속물질에 따라 각각 습식 식각하여 광 수광부를 형성하는 과정과;상기 공정의 결과 구조의 전체 표면에 절연막을 형성한 후, 마스크 없이 건식 식각하여 에미터 전극을 노출시키는 과정과;상기 절연막에 대해 마스크를 사용하여 베이스, 콜렉터 전극까지 비아 홀을 형성하고 각 전극의 배선 금속을 형성한 후, 이종접합 광트랜지스터의 에미터 전극을 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 전극과, 그리고 이종접합 광트랜지스터의 콜렉터 전극 패드를 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 콜렉터 전극 패드와 배선 금속으로 연결하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터는 베이스 전극이 있는 삼전극 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 에미터와 콜렉터를 언더컷시킨 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터에 선택적 식각을 위한 부콜렉터 에칭스톱층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터는 3중 메사형태로 부콜렉터 식각에 의해 소자를 격리하는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조 방법.
- 제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터의 부콜렉터 식각에 의한 소자를 격리와 이종접합 광트랜지스터의 광 수광부 개구를 위한 에미터 전극의 식각을 하나의 마스크로 제작하는 것을 특징으로 하는 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로 구성된 광전소자의 제조 방법.
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| KR1020010023630A KR20020084428A (ko) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 이종접합 광트랜지스터와 이종접합 쌍극자 트랜지스터로구성된 광전소자 및 그 제조방법 |
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- 2001-05-02 KR KR1020010023630A patent/KR20020084428A/ko not_active Application Discontinuation
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