KR20140025270A - 저전압 고이득 고속 광 검출기 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 광검출기에서 상대적으로 낮은 전압을 인가하면서도, 높은 이득을 성취하여, 수신감도를 증가시키고, 고속 특성을 가질 수 있는 실리콘 기판 기반의 게르마늄 반도체 광검출기를 제공한다. 실리콘 기판상에 게르마늄 기반의 증폭 층, 즉 단일 게르마늄 층이나 게르마늄/실리콘 초격자층을 적용하고, 그 상부에 게르마늄 챠지 층을 적용하며, 상기 챠지 층 상에 게르마늄 광 흡수 층을 적용하고, 상기 광흡수층 상의 폴리실리콘 제2 콘택 층을 적용한다. 또한 여기서 광흡수층은 게르마늄 양자점/양자선 층을 적용할 수도 있다.

Description

저전압 고이득 고속 광 검출기 및 그의 제조방법{low-voltage high-gain high-speed germanium photo detector}
본 발명은 광 검출기에 관한 것으로, 상세하게는 실리콘 기판상의 게르마늄을 이용한 저전압 고이득 고속 검출기에 관한 것이다.
근래에 들어 실리콘 포토닉스의 연구가 활발히 전개되고 있다. 특히 초고속 대용량 광통신 시스템, 영상처리 (image processing) 시스템에 적용될 수 있는, CMOS 공정 compatible의 저가격(cost effective) 고성능 Germanium 광수신(검출)소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이들 소자들의 고속화, high sensitivity등은 주요한 문제점으로 대두되고 있다. 또한 이러한 저가의 고성능 실리콘포토닉스 기반 Germanium-on-Silicon 광수신 소자들이 기존의 III-V 화합물반도체 기반의 광수신 소자를 대체하는데 많은 관심이 모아지고 있다.
고감도 수신이 요구되는 광통신에 사용되는 고가의 광수신 소자로, III-V 화합물반도체 기반의 아발란치 광수신 소자가 주로 사용되어 왔다. 이러한 III-V 화합물반도체 아발란치 광수신 소자는 생산 단가가 높으며, 높은 감도를 얻기 위해 높은 동작 전압에서 작동한다. 최근 이들 III-V 화합물반도체 아발란치 광수신 소자를 실리콘 포토닉스 기반의 아발란치 광수신 소자로 대체하는 연구가 시작되고 있다. 실리콘 기반 광소자는 III-V 화합물반도체에 비해 상대적으로 저렴하여 상용성이 매우 높다. 또한, 실리콘 기반 광소자는, 실리콘 전자 IC들과의 집적 용이성으로도 장점이 크다.
그럼에도 불구하고, 실리콘 기반의 아발란치 광 검출기도 높은 이득, 고감도를 얻기 위해 매우 높은 동작전압 (아발란치 전압)이 요구되어 전력 소모가 크다. 따라서 저전압 동작, 고이득, 고속 특성의 효율 향상을 위한, 재료 및 구조적인 측면에서 연구 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 게르마늄 기반의 광 검출기 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 저전압, 고이득, 및 고속의 광 검출기 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 검출기는, 기판; 상기 기판 상의 제 1 콘택 층; 상기 제 1 콘택 층 상의 증폭 층; 상기 증폭 층 상의 챠지 층; 상기 챠지 층 상의 광 흡수 층; 및 상기 광 흡수 층 상의 제2 콘택층을 포함한다. 여기서, 상기 증폭 층, 상기 챠지 층, 및 상기 광 흡수 층은 게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광 흡수 층은 진성 게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 증폭 층은 진성 게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 콘택 층은 제 1 불순물로 도핑될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 챠지 층은 상기 제 1 불순물과 반대되는 도전성을 갖는 제 2 불순물로 도핑될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 콘택 층은 상기 제 2 불순물로 도핑될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제 2 콘택 층은 게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 콘택 층은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제 1 콘택 층은 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 증폭 층은 게르마늄과 실리콘의 초 격자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 증폭 층으로 게르마늄과 실리콘의 초 격자를 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광 흡수 층으로 양자 점 또는 양자 선을 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 기판과 상기 제 1 콘택 층 사이의 층간 절연 층을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광 흡수 층은 게르마늄과, 실리콘의 초 격자 층, 및 진성 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 챠지 층 주변에 인접하는 플로팅 가드 링을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 검출기의 제조방법은, 기판 상에 제 1 콘택 층을 형성하는 단계; 상기 제 1 콘택 층 상에 증폭 층을 형성하는 단계; 상기 증폭 층 상에 챠지 층을 형성하는 단계; 상기 챠지 층 상에 광 흡수 층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수 층 상에 제2 콘텍층을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 증폭 층, 상기 챠지 층, 상기 광 흡수 층은 게르마늄을, 제2 컨텍층은 불순물로 도핑된 폴리실리콘을 포함하여 하나의 챔버 또는 클러스터 내에서 인시츄로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 콘택 층은 제 1 불순물로 도핑된 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 검출기는 기판, 제 1 콘택 층, 증폭 층, 챠지 층, 광 흡수 층, 및 제 2 콘택 층을 포함할 수 있다. 증폭 층, 챠지 층, 및 광 흡수 층은 모두 게르마늄을 포함할 수 있다. 실리콘 기판위의 게르마늄 기반의 광 검출기는 20V 정도의 상대적으로 저전압에서 아발란치 현상을 가질 수 있다. 일반적인 III-V 화합물반도체 아발란치 광검출기나, 종래의 게르마늄 흡수층/실리콘 챠지층/실리콘 증폭층 구조의 실리콘 기반 아발란치 광 검출기는 30V 이상의 높은 아발란치 동작전압을 필요로 한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출기는 상대적으로 저전압에서 고감도를 얻을 수 있다. 또한
또한, 게르마늄의 증폭 층 기반의 광검출 소자는 아발란치 전압보다 높은 전압에서도 증가되는 -3dB 밴드 폭을 가질 수 있어, 본 발명의 실시 예에 따른 광 검출기는 고이득 및 고속으로 동작될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 2은 도 1의 광 검출기의 전류-전압 특성 나타낸 그래프이다.
도 3은 동작 전압과 응답 주파수(frequency response. vs. operational voltage)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 1 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 6 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기는 기판(10), 제 1 콘택 층(12), 제 1 전극(14), 증폭 층(20), 챠지 층(22), 광 흡수 층(30), 제 2 콘택 층(32), 및 제 2 전극(34)을 포함할 수 있다.
기판(10)은 실리콘을 포함할 수 있다. 제 1 콘택 층(12)은 제 1 불순물로 도핑된 실리콘을 포함할 수 있다. 제 1 불순물은 인(phosphorous)와 같은 n타입의 도너일 수 있다. 예를 들어, 제 1 콘택 층(12)은 n++의 실리콘을 포함할 수 있다. 제 1 콘택 층(12) 상에 증폭 층(20)과 제 1 전극(14)이 배치될 수 있다.
증폭 층(20)은 진성 게르마늄을 포함할 수 있다. 증폭 층(20)은 아발란치 이득 (avalanche) 구조 층으로서, 상기 광 흡수 층(30)에서의 전기적 신호를 증폭시킬 수 있다. 증폭 층(20) 상에 챠지 층(22)이 배치될 수 있다. 챠지 층(22)은 게르마늄을 포함할 수 있다.
얇은 게르마늄 챠지 층(22)은 증폭 층(30)의 전기장을 크게 증가시키는 층으로, 챠지 층(22)은 제 1 불순물과 반대되는 제 2 불순물인 보론(boron)과 같은 p-도핑된 얇은 층이다. 플로팅 가드 링(floating guard ring, 24)은 챠지 층(22)을 활용하여 증폭 층 위에 형성될 수 있다. 챠지 층(22) 상에 광 흡수 층(30)이 배치될 수 있다. 제 1 실시 예에서의 플로팅 가이드(24)는 제거될 수 있다.
광 흡수 층(30)은 제 2 콘택 층(32)을 투과된 광을 흡수하여 전기적인 신호를 생성할 수 있다. 광 흡수 층(30)은 진성 게르마늄 (intrinsic germanium)을 포함할 수 있다. 광 흡수 층(30) 상에 제 2 콘택 층(32)이 배치될 수 있다. 제 2 콘택 층(32)은 제 2 불순물로 도핑된 폴리실리콘(p++ polysilicon) 또는 게르마늄(p++germanium)을 포함할 수 있다.
증폭 층(20) 내지 광 흡수 층(30) 모두 게르마늄을 포함할 수 있다. 또한, 증폭 층(20) 내지 광 흡수 층(30)은 게르마늄을 소스로 사용하는 감압 (Reduced-pressure) 화학기상 증착방법 (Chemical vapor deposition)에 의해 하나의 챔버(미도시) 또는 클러스터(cluster) 내에서 인시튜(in-situ)로 일괄 에피텍시얼 성장될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기의 제조방법은 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 광 검출기의 전류-전압 특성 나타낸 그래프로서, 본 발명의 제 1 실시 예 에 따른 광 검출기는 약 15~16V 정도의 저전압에서 아발란치 현상을 가질 수 있다. 일반적인 아발란치 광 검출기는 30V 이상에서 아발란치 현상이 일어나고 있다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기는 상대적으로 저 전압으로 동작될 수 있음을 보여주고 있다. 여기서, 가로 축은 전압의 크기를 나타내고, 세로 축은 전류의 크기를 나타낸다. 여기서 게르마늄 광 흡수 층(30)과 게르마늄 증폭 층(20)이 각각 약 ~10000? 이상의 두꺼운 두께를 가져도 고속 특성 및 고이득 특성을 모두 가질 수 있음을 잘 보여준다.
도 3는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 도 1과 도 2의 광 검출기의 동작 전압과 응답 주파수(frequency response. vs. operational voltage)의 관계를 나타내는 그래프로서, 본 발명의 광 검출기는 약 -15V이상의 바이어스 전압에서도 급격하게 증가되는 3dB 밴드 폭(bandwidth)을 가질 수 있음을 보여주고 있으며, 이는, 기존의 통상적이고 일반적인 아발란치 광 검출기가 높은 바이어스 전압에서 -3dB 밴드 폭(bandwidth)이 감소되는 것과는 반대 양상을 보이고 있어, 본 발명에 의한 게르마늄의 챠지층 및 증폭 층(20) 기반의 광검출기가 고속 특성 및 고이득 특성을 모두 가질 수 있다는 것을 보여주고 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 검출기는 고이득 및 고속으로 동작될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 1 응용 예에 따른 광 검출기의 증폭 층(20)은 실리콘 및 게르마늄의 초 격자 (superlattice)를 포함할 수 있다. 초 격자는 복수개의 물질 층들이 교번하여 쌓여진 구조이다. 여기서, 물질 층들은 실리콘과 게르마늄이 서로 다른 혼합비를 갖는 것들일 수 있다. 예를 들어, 제 1 물질 층(25)은 Si1 - xGex 을 포함하고, 제 2 물질 층(26)은 Si1 - yGey 을 포함할 수 있다. 제 1 물질 층(25) 및 제 2 물질 층(26)은 화학 기상증착 방법과 같은 에피택시로 형성될 수 있다. 제 1 실시 예의 증폭 층(20)의 진성 게르마늄이 실리콘 및 게르마늄의 초 격자 (superlattice)로 대체된 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 응용 예에 따른 광도파로형(Waveguide-type) 광 검출기는 기판(10)과 제 1 콘택 층(12) 사이의 층간 절연 층 (buried Oxide layer)(16)을 포함하는 SOI(Silicon On Insulation) 기판에 형성될 수 있다. SOI 기판은 상용제품으로서, 벌크 실리콘 기판에 buried oxide (BOX) 층이 형성되므로, 이 SOI 기판을 사용하면 소자 제작과정에서 식각에 의한 광도파로 소자 형성을 용이하게 할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 제 2 응용 예는 제 1 실시 예에서의 기판(10)과 제 1 콘택 층(12) 사이의 층간 절연 층(16)이 추가된 SOI 기판 상에 형성되고, 플로팅 가드링(24)이 제거된 형태이다.
도 6는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 검출기는, 광 흡수 층(30)으로, 제 3 물질 층(31)과, 제 4 물질 층(33)으로 이루어진 초격자를 포함할 수 있다. 제 2 실시 예는 제 1 실시 예의 광 흡수 층(30)의 진성 게르마늄이 초 격자로 대체된 것이다. 초 격자의 제 3 물질 층(31)과 제 4 물질 층(33) 각각은 서로 다른 혼합 비의 게르마늄과 실리콘을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 3 물질 층(31)은 Si1 - xGex 을 포함할 수 있다. 제 4 물질 층(33)은 Si1 - yGey 을 포함할 수 있다.
도 7는 본 발명의 제 3 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 7를 참조하면, 본 발명의 제 3 응용 예에 의한 광 검출기는 초 격자의 증폭 층(20)과 광 흡수 층(30)을 포함할 수 있다. 제 3 응용 예는 제 1 실시 예에서의 진성 게르마늄 증폭 층(20)과 광 흡수 층(30)이 초 격자로 대체된 것이다. 증폭 층(20)의 초 격자는 제 1 물질 층(25)과 제 2 물질 층(26)을 포함할 수 있다. 광 흡수 층(30)의 초 격자는 제 3 물질 층(31)과 제 4 물질 층(33)을 포함할 수 있다. 제 1 물질 층(25)과 제 3 물질 층(31)은 동일한 혼합비의 게르마늄 및 실리콘을 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 제 1 물질 층(25)과 제 3 물질 층(31)의 게르마늄 및 실리콘을 서로 다른 혼합비를 가져도 무방하다. 마찬가지로, 제 2 물질 층(26)과 제 4 물질 층(33)은 동일한 혼합비의 게르마늄 실리콘을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광 검출기에서의 증폭 층(20)과 챠지 층(22)은 광 흡수 층(30) 및 제 2 콘택 층(32)와 동일한 면적을 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 검출기는 초 격자 층(36)과 진성 층(38)을 모두 갖는 광 흡수 층(30)을 포함할 수 있다. 제 3 실시 예는 제 1 실시 예의 광 흡수 층(30)이 초 격자 층(36)과 진성 층(38)으로 이루어진 것이다. 초 격자 층(36)과 진성 층(38)은 각각 하프 두께에 대응되는 것이 아니라, 도 8에서의 광 흡수 층(30)을 구분하기 위해 사용되었을 뿐 본 발명을 한정하지 않는다. 초 격자 층(36)은 실리콘과 게르마늄의 초 격자로, 제 3 물질 층(31)과 제 4 물질 층(33)을 포함할 수 있다. 제 3 물질 층(31)은 Si1 - xGex을 포함할 수 있다. 제 4 물질 층(33)은 Si1 - yGey 을 포함할 수 있다. 진성 층(38)은 진성 게르마늄을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 4 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 응용 예에 따른 광 검출기는 초 격자 층(36)과 진성 층(38)을 구비한 광 흡수 층(30)과, 초 격자의 증폭 층(20)을 포함할 수 있다. 제 4 응용 예는 제 1 실시 예에서의 광 흡수 층(30)이 진성 게르마늄에서 초 격자 층(36)과 진성 층(38)로 대체되고, 증폭 층(20)이 진성 게르마늄에서 초 격자로 대체된 것이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 에에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 광 검출기는 양자 점(35)을 갖는 광 흡수 층(30)을 포함한다. 제 4 실시 예는 제 1 실시 예의 광 흡수 층(30)의 진성 게르마늄이 양자 점(35) 층으로 대체된 것이다. 양자 점(35)은 게르마늄/실리콘을 포함할 수 있다. 양자 점(35)은 자발적 생성(self-assembled) 양자점 구조 어레이나 이중장법 양자우물(quantum well) 구조에서 수직형 양자 점 어레이 구조로 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 5 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 5 응용 예에 따른 광 검출기는 양자 점(35)을 갖는 광 흡수 층(30)과, 초 격자의 증폭 층(20)을 포함한다. 제 5 응용 예는 제 1 실시 예에서의 광 흡수 층(30)의 진성 게르마늄이 양자 점으로 대체되고, 증폭 층(20)의 진성 게르마늄이 초 격자로 대체된 것이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광 검출기는 양자 선(Quantum wire, 37)을 갖는 광 흡수 층(30)을 포함한다. 제 5 실시 예는 제 1 실시 예의 광 흡수 층(30)의 진성 게르마늄 내에 양자 선(37)이 배치된 것이다. 양자 선(37)은 광 흡수 층(30) 내에서 어레이 구조로 배치될 수 있다. 증폭 층(20)은 진성 게르마늄을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 6 응용 예에 따른 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 6 응용 예에 따른 광 검출기는 양자 선(37)을 갖는 광 흡수 층(30)과 초 격자의 증폭 층(20)을 포함한다. 제 6 응용 예는 제 1 실시 예에서의 광 흡수 층(30)의 진성 게르마늄 내에 양자 선(37)이 배치되고, 증폭 층(20)의 진성 게르마늄이 초 격자로 대체된 것이다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판 12: 제 1 콘택 층
14: 제 1 전극 16: 절연 층 (buried oxide layer)
20: 증폭 층 (multiplication layer) 22: 챠지층 (charge layer)
24: 플로팅 가드링 25: 제 1 물질 층 26: 제 2 물질 층 30: 광 흡수 층(Absorption layer)
31: 제 3 물질 층 32: 제 2 콘택 층 33: 제 4 물질 층 34: 제 2 전극
35: 양자 점 (Quantum Dot) 36: 초 격자 층
37: 양자 선 38: 진성 층 (intrinsic layer)

Claims (20)

  1. 실리콘 기판;
    상기 기판 상의 제 1 콘택 층;
    상기 제 1 콘택 층 상의 증폭 층;
    상기 증폭 층 상의 챠지 층;
    상기 챠지 층 상의 광 흡수층; 및
    상기 광 흡수 층 상의 제2 콘택 층을 포함하되
    상기 증폭 층, 상기 챠지 층, 및 상기 광 흡수 층은 게르마늄을 포함하는 광 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층은 진성 게르마늄을 포함하는 광 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭 층은 진성 게르마늄을 포함하는 광 검출기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 콘택 층은 제 1 불순물로 도핑된 광 검출기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 챠지 층은 상기 제 1 불순물과 반대되는 도전성을 갖는 제 2 불순물로 도핑된 광 검출기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 콘택 층은 상기 제 2 불순물로 도핑된 광 검출기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 콘택 층은 게르마늄을 포함하는 광 검출기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 콘택 층은 폴리 실리콘을 포함하는 광 검출기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 콘택 층은 실리콘을 포함하는 광 검출기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭 층은 게르마늄과 실리콘의 초 격자를 포함하는 광 검출기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층은 게르마늄과 실리콘의 초 격자를 포함하는 광 검출기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제 1 콘택 층 사이의 층간 절연 층을 더 포함하는 광 검출기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층은 게르마늄과 실리콘의 초격자를 포함하는 광 검출기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층은 양자 점 또는 양자 선을 포함하는 광 검출기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층은 실리콘/게르마늄 초 격자 층과 진성 게르마늄 층을 포함하는 광 검출기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 챠지 층에 인접하여 배치된 플로팅 가드 링을 포함하는 광 검출기.
  17. 기판 상에 제 1 콘택 층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 콘택 층 상에 증폭 층을 형성하는 단계;
    상기 증폭 층 상에 챠지 층을 형성하는 단계; 및
    상기 챠지 층 상에 광 흡수 층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 증폭 층, 상기 제 1 콘택 층 및 상기 챠지 층은 모두 게르마늄을 포함하고, 하나의 챔버 또는 클러스터 내에서 인시츄로 형성되는 광 검출기의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 콘택 층은 제 1 불순물로 도핑된 실리콘으로 형성되는 광 검출기의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광 흡수 층 상에 제 2 콘택 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광 검출기의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 콘택 층은 상기 제 2 불순물로 도핑된 폴리실리콘으로 형성되는 광 검출기의 제조방법.
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