KR20120001751A - 복사 수신 반도체 소자 및 광전 장치 - Google Patents

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Abstract

복사 수신 반도체 소자가 제공되며, 상기 반도체 소자는: 실리콘으로 형성되고, 복사 입사면(1a) 및 흡수 영역(2)을 구비하는 반도체 몸체(1)로서, 상기 복사 입사면(1a)을 통해 반도체 몸체(1)를 통과하는 전자기 복사(10)가 상기 흡수 영역에 흡수되고, 상기 흡수 영역(2)은 최대 10 ㎛의 두께(d)를 갖는 반도체 몸체(1); 유전체 물질로 형성되며, 반도체 몸체(1)의 복사 입사면(1a)을 덮는 필터층(3); 및 반도체 몸체(1)를 적어도 상기 반도체 몸체의 복사 입사면(1a)에서 덮어씌우며, 복사 흡수 물질(5)을 포함하는 포팅 몸체(4)를 포함한다.

Description

복사 수신 반도체 소자 및 광전 장치{RADIATION-RECEIVING SEMICONDUCTOR COMPONENT AND OPTOELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 복사 수신 반도체 소자에 관한 것이다. 또한 복사 수신 반도체 소자를 포함하는 광전 장치에 관한 것이다.
본 발명은 육안의 스펙트럼 감도에 특히 양호하게 맞춰진 스펙트럼 감도를 갖는 복사 수신 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한 이러한 복사 수신 반도체 소자를 포함하는 광전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 수신 반도체 소자는 실리콘을 함유하는 반도체 몸체를 포함한다. 즉, 복사 수신 반도체 소자의 반도체 몸체는 실리콘계이다. 예컨대 반도체 몸체는 적어도 하나의 pn 접합을 포함하고, 상기 pn 접합은 실리콘으로 형성되는 반도체 몸체의 p형 도핑된 영역과 실리콘으로 형성되는 반도체 몸체의 n형 도핑된 영역으로 구성된다. 반도체 몸체는 실리콘으로 구성될 수 있다(도펀트는 제외함).
특히, 전자기 복사가 흡수되어 전기 전류로 변환되는 반도체 몸체 영역은 실리콘으로 구성된다(도펀트는 제외함).
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 수신 반도체 소자의 반도체 몸체는 복사 입사면을 포함한다. 반도체 몸체의 복사 입사면은 예컨대 주요면으로, 예컨대 반도체 몸체의 상부의 주요면으로 형성된다. 복사 입사면에 의해, 검출해야 할 전자기 복사가 반도체 몸체로 입사된다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 반도체 몸체는 흡수 영역을 포함하고, 복사 입사면을 통해 반도체 몸체로 들어오는 전자기 복사가 상기 흡수 영역에 흡수된다. 흡수 영역에서 흡수된 전자기 복사만이 전기 전류 생성 및 그로 인한 복사 수신 반도체 소자의 신호 생성에 기여한다.
상기 흡수 영역과 상이한 영역에서 흡수된 전자기 복사는 복사 수신 반도체 소자의 신호를 위해 기여하지 않는다. 전자기 복사는 예컨대 흡수 영역밖에 위치한, 반도체 몸체의 영역들에서 흡수된다. 흡수 영역은 반도체 몸체의 복사 입사면에 직접적으로 접해 있을 수 있다. 즉, 복사 입사면은 예컨대 반도체 몸체의 상측에 위치한, 상기 반도체 몸체의 주요면에 있으므로, 흡수 영역은 복사 입사면으로부터 반도체 몸체의 특정한 깊이까지 연장될 수 있다. 즉, 흡수 영역은 반도체 몸체 상부의 복사 입사면으로부터 상기 상부와 다른 방향을 향한, 반도체 몸체의 하부의 방향으로 특정한 깊이까지 연장된다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 흡수 영역은 최대 10 ㎛의 두께를 가진다. 바람직하게는, 흡수 영역의 두께는 1.5 내지 7.5 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 적어도 2 ㎛ 내지 최대 5 ㎛이다. 이러한 얇은 흡수 영역에 의해, 예컨대, 복사 수신 반도체 소자의 최대 감도가 800 내지 900 nm의 범위를 가진 상대적으로 긴 파장으로부터 예컨대 500 내지 600 nm의 더 짧은 파장의 영역으로 이동하는 것이 보장된다. 즉, 얇은 흡수 영역에서는, 더 긴 파장의 복사에 비해 더 짧은 파장의 복사가 흡수될 확률이 더 크다. 흡수되지 않은 전자기 복사는 흡수 영역을 투과할 수 있고, 예컨대, 상기 복사가 복사 수신 반도체 소자의 신호 형성을 위해 기여할 수 없는 반도체 몸체 영역에서 흡수될 수 있다.
흡수 영역의 두께는 예컨대 복사 수신 반도체 소자의 복사 입사면에 대해 수직인 방향에서 측정된다. 예컨대, 상기 방향은 반도체 몸체의 에피택셜 증착된 부분의 성장 방향을 의미할 수 있다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 수신 반도체 소자는 필터층을 포함하고, 필터층은 유전체 물질로 형성되며, 필터층은 반도체 몸체의 복사 입사면을 커버한다. 필터층은 예컨대 일련의 유전체 물질 층으로 형성된다. 즉, 필터층은 포개어져 배치된 복수 개의 층으로 구성될 수 있다. 예컨대, 이러한 층들은 반도체 몸체의 복사 입사면에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 필터층의 개별적인 층은 서로 다른 유전체 물질로 구성될 수 있고, 상기 유전체 물질은 필터층의 형성을 위해 교번적으로 포개어 배치된다.
필터층은 예컨대 에지 필터로서 형성된 간섭 필터 또는 반사 필터를 가리킨다. 필터층은 반도체 몸체의 복사 입사면을 바람직하게는 완전히 커버하여, 반도체 몸체의 복사 입사면을 통과하여 상기 복사 입사면으로 진입하는 전체의 전자기 복사는 필터층을 먼저 통과하고 상기 필터층으로부터 필터링되었다.
필터층은 예컨대, 적색광 또는 적외선의 파장 영역에서, 특히 800 nm 내지 1100 nm의 근적외선 파장의 전자기 복사를 필터링하기에 적합한데, 즉 반도체 몸체로 유입되는 경우를 방지하거나 상기 복사의 세기를 적어도 감쇄시키기에 적합하다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 수신 반도체 소자는 포팅 몸체(potting body)를 포함하고, 상기 포팅 몸체는 반도체 몸체를 적어도 상기 반도체 몸체의 복사 입사면에서 커버한다. 포팅 몸체는 예컨대 실리콘 또는 에폭시 수지로 형성되고, 상기 포팅 몸체가 반도체 몸체의 복사 입사면을 완전히 덮어씌우는 방식으로 상기 반도체 몸체상에 배치된다. 즉, 복사 입사면을 통해 반도체 몸체로 들어가는 전체의 전자기 복사는 상기 반도체 몸체로 들어가기 전에 포팅 몸체를 통과한다. 포팅 몸체는 바람직하게는 복사 흡수 물질을 함유한다. 즉, 전자기 복사는 반도체 몸체로 입사되기 전에 복사 흡수 물질이 함유된 포팅 몸체를 통과하고, 상기 복사 흡수 물질은 복사의 일부분을 바람직하게는 파장 선택적으로 흡수한다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 반도체 소자는 실리콘으로 형성되고, 복사 입사면 및 흡수 영역을 구비한 반도체 몸체를 포함하며, 복사 입사면을 통해 반도체 몸체로 들어온 전자기 복사가 상기 흡수 영역에 흡수된다. 흡수 영역의 두께는 최대 10㎛이다. 복사 수신 반도체 소자는 필터층을 더 포함하고, 필터층은 유전체 물질을 포함하여 형성되며, 필터층은 반도체 몸체의 복사 입사면을 커버하고, 반도체 소자는 포팅 몸체를 포함한다. 상기 포팅 몸체는 반도체 몸체를 적어도 상기 반도체 몸체의 복사 입사면에서 커버하며, 포팅 몸체는 복사 흡수 물질을 함유한다.
본 명세서에 기술된 복사 수신 반도체 소자는, 특히, 실리콘으로 형성된 반도체 몸체를 기초로 하여 예컨대 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터와 같은 광학적 검출기가 매우 비용 효과적으로 제조될 수 있다는 인식을 기초로 한다. 또한, 반도체 소자는, 서로 다른 측정(흡수 영역의 특정 두께, 필터층, 복사 흡수 물질을 함유한 포팅 몸체)의 조합이 복사 수신 반도체 소자의 스펙트럼 감도를 육안의 스펙트럼 감도에 가능한 한 정확하게 맞추기에 적합하다는 인식을 기초로 한다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 필터층은 적외선의 필터링을 위해 제공된다. 즉, 필터층은 반도체 소자와 만나는 전자기 복사의 비율을 반도체 몸체로 유입되기 전에 적어도 감쇄시키기에 적합하다. 필터링된 전자기 복사는 예컨대 800 nm 이상의 파장을 가진다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 필터층은 이하의 물질로 형성된 적어도 하나의 층을 포함한다: 실리콘 산화물, 실리콘 질화물. 필터층은 - 예컨대 반도체 몸체의 복사 입사면에 대해 평행하게 - 포개어져 배치된 복수 개의 층을 포함할 수 있다. 층들은 굴절률과 관련하여 서로 상이할 수 있고, 반사체 또는 간섭 에지 필터를 형성할 수 있다. 예컨대, 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물로 구성된 층이 포개어져 배치된다. 바람직하게는, 실리콘 산화물은 실리콘 이산화물을 가리키고, 실리콘 질화물은 Si3N4를 가리킨다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 필터층은 반도체 몸체의 복사 입사면과 직접 접촉한다. 즉, 필터층은 반도체 몸체의 복사 입사면에 바로 접하여 배치된다. 필터층은 예컨대 복사 입사면 상에 기상 증착되거나 스퍼터링될 수 있다. 필터층은 예컨대 적어도 4개의 층을 포함할 수 있고, 상기 층 중 적어도 2개의 층은 그 굴절률이 서로 상이하다. 필터층은 실리콘으로 형성된 반도체 몸체의 잔여-적외 감도를 억제하는 것에 기여한다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 필터층은 최대 10개의 개별적인 층을 포함한다. 이러한 필터층은 특히 비용효과적으로 제조될 수 있다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 포팅 몸체는 실리콘, 에폭시 수지 중 적어도 하나의 물질로 형성된다. 또한, 포팅 몸체는 실리콘-에폭시 수지 하이브리드 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 포팅 몸체에 복사 흡수 물질이, 예컨대 입자의 형태로 삽입된다. 복사 흡수 물질은 포팅 몸체 내에 균일하게 분포될 수 있거나, 상기 포팅 몸체의 하나의 층에 배치되어 있을 수 있다. 복사 흡수 물질은 실질적으로 포팅 몸체의 상기 층에 위치한다. 상기 층은 상기 층의 주요면에서 흡수 물질을 미포함한 포팅 몸체에 의해 완전히 커버될 수 있다. 이러한 점은, 복사 흡수 물질에 의한 전자기 복사의 흡수를 매우 정확하고 소정의 방식으로 이루어지도록 한다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 흡수 물질은 적외선을 흡수하도록 제공된다. 즉, 복사 흡수 물질은 적외선을 흡수하도록 구성되고, 상기 적외선이 반도체 몸체로 유입되기 전에 상기 적외선을 흡수한다. 예컨대, 복사 흡수 물질은 Nitto사의 첨가물 "IR-14"를 가리킨다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 필터층은 반도체 몸체와 포팅 몸체 사이에 배치된다. 즉, 필터층은 예컨대 반도체 몸체의 복사 입사면을 완전히 커버할 수 있고, 포팅 몸체는 반도체 몸체 상부에 배치되되 상기 포팅 몸체가 필터층을 완전히 커버하도록 배치된다. 반도체 소자로 진입하는 전자기 복사는 필터층으로 진입하기 전에 복사 흡수 물질을 함유한 포팅 몸체를 완전히 통과하고, 복사 입사면을 통해 반도체 몸체로 들어가기 전에 완전히 필터층을 통과한다. 입사된 전자기 복사는 2단계 흡수 공정 또는 필터링 공정을 거치며, 이러한 공정에서, 예컨대 800 nm을 초과하는 파장의 전자기 복사의 장파 비율은 그 세기가 적어도 감쇄된다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 포팅 몸체는 적어도 국부적으로 필터층과 직접 접촉한다. 예컨대, 포팅 몸체는 필터층을 완전히 커버할 수 있고, 필터층의 각각의 자유면, 즉 반도체 몸체와 직접 접촉하지 않는 필터층의 각각의 면을 습윤하게 할 수 있다.
복사 수신 반도체 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 포팅 몸체는 최대 600 ㎛의 두께를 갖는다. 예컨대, 포팅 몸체는 적어도 200㎛ 내지 최대 500 ㎛의 두께를 갖는다. 이와 같이 포팅 몸체가 얇기 때문에, 제조를 위해 필요한 포팅 몸체의 물질이 가능한 한 적은 것을 보장할 수 있다.
또한, 이러한 복사 수신 반도체 소자를 포함한 광전 장치가 제공된다. 즉, 복사 수신 반도체 소자의 전체 특징은 광전 장치를 위해서도 개시된다.
광전 장치의 적어도 일 실시예에 따르면, 광전 장치는 상부를 구비한 연결 캐리어를 포함한다. 연결 캐리어는 예컨대 도체판일 수 있다.
예컨대, 연결 캐리어는 전기 절연성의 기본 몸체를 포함하고, 상기 기본 몸체 또는 기본 몸체 상에 도전로 및 연결부가 구조화된다. 또한, 연결 캐리어는 캐리어 스트립(리드 프레임이라고도 함) 또는 금속 코어 PCB일 수 있다.
복사 수신 소자의 적어도 일 실시예에 따르면, 본 명세서에 기술한 복사 수신 반도체 소자는 연결 캐리어의 상부에 고정된다. 반도체 소자는 예컨대 반도체 몸체의 복사 입사면과 다른 방향을 향하는 측에서 상기 연결 캐리어 상에 납땜되거나 접착되어 있을 수 있다.
광전 장치의 적어도 일 실시예에 따르면, 복사 수신 반도체 소자의 포팅 몸체는 연결 캐리어와 직접 접촉하며, 최대 600 ㎛의 두께를 가진다. 즉, 연결 캐리어는 적어도 국부적으로 포팅 몸체에 의해 커버된다. 이를 위해, 반도체 소자는 예컨대 연결 캐리어 상에 적층된 후에서야 비로소 포팅 몸체를 구비하며, 예컨대 몰딩될 수 있다.
예컨대, 포팅 몸체는 단지 연결 캐리어의 상부에서 연결 캐리어와 접촉한다. 즉, 전체 연결 캐리어가 포팅 몸체로 오버몰딩되는 것이 아니라, 반도체 몸체의 둘레에서 최대 600 ㎛의 두께를 가진 영역만이 포팅 몸체로 몰딩된다. 이를 통해, 포팅 몸체의 물질은 연결 캐리어의 완전한 몰딩에 비해 줄어들 수 있다. 또한 포팅 몸체 내의 복사 흡수 물질은 이러한 방식으로 특별히 제어되면서 예컨대 필터 소자를 덮는 하나의 층에 삽입될 수 있다.
이하, 본 명세서에 기술된 복사 수신 반도체 소자 및 본 명세서에 기술된 광전 장치는 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 명세서에 기술된 일 실시예에 따른 복사 수신 반도체 소자를 포함하며 본 명세서에 기술된 광전 장치를 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 명세서에 기술된 복사 수신 반도체 소자의 구성요소들의 효과에 대한 개략적인 그래프를 도시한다.
동일하거나 동일한 종류이거나 동일한 효과를 가진 요소는 도면에서 동일한 참조번호를 가진다. 도면, 및 도면에 도시된 요소들 간의 크기 비율은 척도에 맞는 것으로 볼 수 없다. 오히려, 개별 요소는 더 나은 표현 및/또는 더 나은 이해를 위해 과장되어 크게 도시되어 있을 수 있다.
주변광 센서(ambient light sensors)는 육안과 동일한 방식으로 주변 밝기를 측정할 것이다. 육안의 스펙트럼 감도는 소위 V-λ-곡선, 감도 곡선으로 설명되며, 상기 감도 곡선은 파장(λ) ≒ 400 nm일 때 시작하고 λ ≒ 550 - 560 일 때 최대이며, λ = 780 nm에서 다시 0으로 감소한다. 우선, 기술적인 포토 검출기는 이와 상이한 감도 곡선을 가짐으로써, 이는 육안의 감도 곡선에 비해 그에 상응하는 측정 오류를 야기한다. 기술적 포토 검출기를 육안 곡선에 맞추기 위해 종종 고가의 처리법이 필요하다.
주변광 센서를 제조하기 위한 다양한 접근법이 있다. 예컨대 실리콘으로 구성된 반도체 몸체와 같은 다수의 반도체 몸체는 상당한 편차를 갖는 감도 곡선을 가지며, 이러한 감도 곡선은 육안의 감도 곡선에 비해 상당한 편차가 있다. 다른 한편으로는, 실리콘계 주변광 센서는 매우 비용 효과적으로 제조가능하다는 것을 특징으로 한다.
도 1과 관련하여, 본 명세서에 기술된 복사 수신 반도체 소자(100)를 포함하는 광전 장치가 개략적인 단면도로 도시된다. 반도체 소자(100)는 반도체 몸체(1)를 포함한다.
반도체 몸체(1)는 복사 입사면(1a)을 포함하고, 반도체 몸체(1)로 들어오는 전자기 복사(10)는 반도체 몸체의 흡수 영역(2)에서 검출되어 신호를 생성하기 위해, 상기 복사 입사면을 통과해야만 한다. 본원에서, 흡수 영역(2)은 최대 10㎛, 예컨대 3 ㎛의 두께(d)를 갖는다. 본원에서, 상기 얇은 흡수 영역은 p-n-p 구조로 구현된다. 반도체 몸체(1)는 p형 도핑된 제1영역(12), n형 도핑된 영역(11) 및 p형 도핑된 제2영역(13)을 포함한다. p형 도핑된 제1 영역(12)과 n형 도핑된 영역 사이에 위치하며 복사 입사면(1a)을 향하는 p-n 접합은 반도체 소자(100)의 광 전류(photo current)의 생성하기 위한 역할을 한다. n형 도핑된 영역(11)과 p형 도핑된 영역(12) 사이에 위치한 하부 n-p 접합은 단락됨으로써, 흡수 영역(2)의 하부에서 입사 전자기 복사(10)에 의해 또는 다른 방식으로 생성되는 모든 전하 캐리어는 광 전류에 기여하지 않고 재조합된다.
대안적으로, 최대 10 ㎛의 두께를 가진 얇은 흡수 영역은 다음과 같이 다른 방식으로도 구현될 수 있다:
- 예컨대, 상대적으로 약하게 도핑되면서 예컨대 2 ㎛ 내지 5 ㎛의 얇은 두께를 가진 에피택셜 층이 사용될 수 있다. 흡수 영역은 상기 에피택셜 층 내에 위치하며, 에피택셜 층은 높게 도핑된 기판상에 적층되어 있고, 기판은 흡수 영역의 밖에서 발생하는 전하 캐리어의 재조합을 보장한다. 즉, 도핑된 기판 내에서 생성된 전하 캐리어가 반도체 소자(103)의 유효 신호의 생성하는 것이 아니라, 얇은 에피택셜 층 내의 전하 캐리어만이 상기 유효 신호를 생성한다.
- 다른 가능성으로서, 예컨대 실리콘 소재의 얇은 반도체 디스크가 유전체 물질 소재의 층에 배치될 수 있다. 상기 반도체 디스크에는 입사된 전자기 복사의 검출을 위해 p-n 접합이 배치된다. 유전체 물질에 의해, 얇은 반도체 디스크는 예컨대 실리콘 캐리어 또는 사파이어 캐리어 상에 접착될 수 있다. 이 경우에도, 광 전류의 생성을 위해 활용된 용적은 얇은 흡수 영역(2)을 이용하는 것에 제한된다.
흡수 영역(2)의 두께는, 예컨대 반도체 몸체(1)의 복사 입사면(1a)으로부터 상기 복사 입사면(1a)과 다른 방향을 향하는 반도체 몸체(1)의 하부 방향으로 상기 복사 입사면(1a)에 대해 수직으로 측정된다.
필터층은 반도체 몸체(1)의 복사 입사면(1a)에 직접적으로 배치된다. 필터층(3)은 복사 입사면(1a)을 완전히 커버하여, 반도체 몸체(1)로 들어가는 모든 전자기 복사(10)는 필터층을 통과한다. 본원에서, 필터층은 매우 간단한 광학적 필터층을 가리키며, 상기 필터층은 최대 10개의 층(31, 32), 본원에서는 예컨대 4개의 층을 포함한다. 층(31)은 예컨대 실리콘 이산화물로 구성되고, 층(32)은 예컨대 Si3N4로 구성된다. 필터층(3)은 입사된 전자기 복사(10)로부터 적외선에 대한 파장 영역의 전자기 복사를 필터링한다. 예컨대, 필터는 브래그 거울 또는 간섭 에지 필터이다.
또한, 필터층은 착색된 포토레지스트로 구성될 수 있다. 또한, 예컨대 은을 함유한 금속 필터층일 수 있다.
필터층(3)에 직접 접하고 반도체 몸체(1)의 일부분에도 직접 접하는 포팅 몸체(4)가 적층된다. 포팅 몸체(4)는 예컨대 에폭시 수지, 실리콘 또는 에폭시 수지-실리콘 하이브리드 물질로 구성된다. 포팅 몸체(4)에 복사 흡수 물질(5)이, 예컨대 층으로서 삽입된다. 반도체 소자(100)와 만나는 전자기 복사(10)는 상기 복사가 필터층(3)에 도달하기 전에 우선 복사 흡수 물질(5)을 함유한 포팅 몸체(4)를 통과한다. 복사 흡수 물질(5)은 전자기 복사(10)에 포함된 적외선의 일부를 흡수한다. 필터층(3)과 포팅 몸체(4)의 복사 흡수 물질(5)의 조합은, 한편으로는 고가의 복사 흡수 물질(5)을 덜 사용하게 할 수 있고, 다른 한편으로는 필터층(4)이 매우 간단히, 예컨대 10개 미만의 개별적인 층을 형성되게 할 수 있다.
특히, 복사 흡수 물질(5)과 필터층(3)의 조합에 의해, 광전 반도체 소자(100)는 특히 비용 효과적으로 제조될 수 있다.
광전 반도체 소자(100)는 연결 캐리어(6) 상에 적층되며, 상기 연결 캐리어는 예컨대 금속 코어 PCB이다. 반도체 소자(100)는 예컨대 연결 캐리어(6) 상에서 상기 연결 캐리어의 상부(6a)에 접착되며, 와이어 접촉부(도 1에는 미도시)를 통해 연결 캐리어(6)에 전기적으로 연결된다.
포팅 몸체(4)는 연결 캐리어(6)를 상기 연결 캐리어의 상부(6a)만 커버하고, 최대 600 ㎛의 두께(D)를 갖는다. 이러한 방식으로, 포팅 몸체의 포팅 물질은 특히 적은 양이 사용될 수 있고, 이로 인해 광전 장치는 비용 효과적으로 제조될 수 있다. 다른 한편으로는, 이러한 얇은 포팅 몸체(4)에 의해 검출되어야 할 전자기 복사(10), 즉 육안 감도 곡선의 영역에 위치한 전자기 복사(10)의 비율이 거의 감쇄되지 않는다. 즉 광전 장치를 이용하여 강한 유효 신호가 생성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 다양한 복사 수신 반도체 소자(100)의 상대적인 스펙트럼 감도에 대한 육안의 상대적인 스펙트럼 감도를 그래프로 도시한다.
도 2a는 한편으로는 육안 감도 곡선(21) 및, 본 명세서에 기술된 처리법들 중 어느 것도 사용되지 않은 실리콘 포토다이오드의 감도 곡선을 도시한다. 즉, 실리콘 포토다이오드는 매우 얇은 흡수 영역도, 필터층도, 복사 흡수 물질을 함유한 포팅 몸체도 포함하지 않는다. 최대 감도는 곡선(22)으로부터 알 수 있는 바와 같이 800 내지 900 nm에 있다.
도 2b에서는 육안 감도 곡선(21)과 2개의 다른 곡선(23, 24)이 대조된다. 곡선(23)은 실리콘 포토다이오드의 감도 곡선을 도시하는데, 흡수 영역(2)의 두께는 10 ㎛ 미만이다. 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 감도 곡선(23)의 매우 넓은 최대값은 이미 500 과 600 nm사이의 파장 영역으로 이동되어 있다.
곡선(24)은 얇은 흡수 영역(2)을 가진 실리콘 포토다이오드의 감도 곡선을 나타내며, 필터층(3)은 복사 입사면(1a) 상에 배치된다. 필터층(3)은 주된 필터층으로, 최대 10개의 개별적인 층을 포함한다.
마지막으로, 도 2c는 본 명세서에 기술된 복사 수신 반도체 소자에 대한 상대적인 스펙트럼 감도 곡선(25)을 도시하며, 상기 소자는 도 1에 대해 설명된 바와 같다.
본 발명은 이러한 서술된 실시예에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 각각의 특징들의 조합을 포함하며, 구체적으로, 상기 특징 또는 상기 조합이 그 자체로 명백하게 특허청구범위 또는 실시예에 제공되어 있지 않다 하더라도, 특허청구범위에서의 특징들의 각 조합을 포괄한다.
본원은 독일 특허출원번호 10 2009 012755.0을 기초로 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조로서 도입된다.

Claims (12)

  1. 실리콘으로 형성되고, 복사 입사면(1a) 및 흡수 영역(2)을 구비하며, 상기 복사 입사면(1a)을 통해 반도체 몸체(1)를 통과하는 전자기 복사(10)가 상기 흡수 영역에 흡수되고, 상기 흡수 영역(2)은 최대 10 ㎛의 두께(d)를 갖는 반도체 몸체(1);
    유전체 물질로 형성되고, 상기 반도체 몸체(1)의 복사 입사면(1a)을 덮는 필터층(3); 및
    복사 흡수 물질(5)을 포함하고, 상기 반도체 몸체(1)를 적어도 상기 반도체 몸체의 복사 입사면(1a)에서 덮어씌우는 포팅 몸체(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 필터층(3)은 적외선을 필터링하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 필터층(3)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 하나의 물질로 형성되는 적어도 하나의 층(31, 32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터층(3)은 상기 반도체 몸체(1)의 복사 입사면(1a)과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포팅 몸체(4)는 실리콘 및 에폭시 수지 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터층(3)은 최대 10 개의 층(31, 32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복사 흡수 물질(5)은 적외선을 흡수하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터층(3)은 상기 반도체 몸체(1)와 상기 포팅 몸체(4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 포팅 몸체(4)는 적어도 부분적으로 상기 필터층(3)과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 포팅 몸체(4)는 최대 600 ㎛의 두께(D)를 가지는 것을 특징으로 하는 복사 수신 반도체 소자.
  11. 연결 캐리어(6) 및 상부(6a)를 포함하고,
    상기 연결 캐리어(6)의 상부(6a)에 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 복사 수신 반도체 소자(100)가 부착되고,
    상기 복사 수신 반도체 소자(100)의 포팅 몸체(4)는 상기 연결 캐리어(6)와 직접 접촉하고, 최대 600 ㎛의 두께(D)를 갖는 것을 특징으로 하는 광전 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 포팅 몸체(4)는, 상기 연결 캐리어(6)의 상부(6a)에서만 상기 연결 캐리어(6)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 광전 장치.
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