KR20170094027A - Quantum well Photodetector having strain-compensated - Google Patents

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KR20170094027A
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박승환
안도열
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대구가톨릭대학교산학협력단
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Abstract

A photodetector according to the present invention is formed on a substrate and includes an InGaN/InAlN-stacked quantum well structure. The quantum well structure includes a stack structure of at least one well layer and at least one barrier layer which are alternatively stacked. In is added to the barrier layer and the well layer. When a stress epsilon xxx ranges from 0.3% to 0.8%, the thickness of the well layer has a range of 10 to 14 angstroms. Accordingly, the present invention can prevent a strain even if a lot of quantum well structures are stacked.

Description

스트레인 보상된 양자우물 광검출기 {Quantum well Photodetector having strain-compensated}[0001] The present invention relates to a strain compensated quantum well photodetector,

본 발명은 광검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1.55 ㎛ 파장영역 대역을 갖는 양자우물 구조의 광검출기에 관한 것이다. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a photodetector, and more particularly, to a photodetector having a quantum well structure having a 1.55 mu m wavelength region band.

광소자의 양자우물 내의 인터서브밴드(intersubband; ISB) 전이는 적외선 영역의 광전자 영역에서 큰 가능성을 가지고 있다. ISB 광검출기들은 속도과 재연성에서 인터밴드 소자들과 비교하여 장점들이 있다. ISB 광검출기들에 이용되는 물질들 중에서 III 그룹 나이트라이드 이종접합은 매우 큰 밴드 전도대 오프셋을 가지고 있으므로 흥미롭다. The intersubband (ISB) transition in the quantum well of an optical device has great potential in the optoelectronic region of the infrared region. ISB photodetectors have advantages over interband devices in speed and reproducibility. Of the materials used in ISB photodetectors, the III group nitride epitaxial junctions are interesting because they have very large band conduction offsets.

1.3 ㎛ - 1.55 ㎛ 파장영역에서 상온 ISB 흡수는 GaN/AlGaN 및 GaN/AIN 양자우물 구조들에 대해 보고된 바 있다. 특히, AIN/GaN 이종접합 구조는 약 2eV 되는 상당히 큰 밴드오프셋 때문에 매력적이다. 그러나, GaN에 성장된 AIN/GaN 이종접합 구조들의 경우 2.5%의 격자 부정합이 관찰된다. 이는 구조적인 결함과 크랙 발생을 유발할 수 있다. Room temperature ISB absorption in the 1.3 ㎛ - 1.55 ㎛ wavelength region has been reported for GaN / AlGaN and GaN / AIN quantum well structures. In particular, the AIN / GaN heterojunction structure is attractive due to the considerably large band offset of about 2 eV. However, for AIN / GaN heterojunction structures grown on GaN, a lattice mismatch of 2.5% is observed. This can lead to structural defects and cracks.

그러므로, 에피택시 성장 동안 구조적인 결함의 형성을 최소화하기 위해 격자 부정합을 감소시킬 수 있는 GaN 기반의 이종접합을 설계할 필요가 있다.Therefore, there is a need to design GaN-based heterojunctions that can reduce lattice mismatch to minimize the formation of structural defects during epitaxial growth.

최근에 Akali et al.은 GaN/AlN 양자우물 구조 대신에 InGaN/InAlN 양자우물 구조가 제안된 적이 있다. InyAl1-yN은 y=0.185인 경우 GaN에 격자 정합된다고 알려져 있기 때문이다. 이 보고에서는 1.55 ㎛ 파장영역을 얻기 위해서는 InxGa1-xN/Al1-yInyN 양자우물 구조에서 x=0.04, y=0.14인 경우로 알려져 있다. 그러나, 스트레인이 보상된 구조에 대한 연구는 아직 이루어지지 않았으며, 특히 많은 수의 양자우물이 요구될 때 스트레인 보상된 양자우물 구조는 유용하다. Recently, Akali et al. Have proposed an InGaN / InAlN quantum well structure instead of a GaN / AlN quantum well structure. In y Al 1-y N is known to be lattice-matched to GaN at y = 0.185. In this report, it is known that x = 0.04 and y = 0.14 in the In x Ga 1-x N / Al 1-y In y N quantum well structures to obtain a 1.55 μm wavelength region. However, studies on strain compensated structures have not yet been made, and strain compensated quantum well structures are particularly useful when a large number of quantum wells are required.

따라서, InGaN/AlInN 양자우물 구조에 대한 연구가 요구되고 있다.Therefore, research on the quantum well structure of InGaN / AlInN is required.

한국특허공개공보 제2012-0024827호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0024827

"Intersubband energies in Al1-yInyN/InxGa1-xN heterostructure with lattice constant close to aGaN", Akali et al., Superlattices and microstructures 52 (2012) 70-77,"Intersubband energies in Al1-yInyN / InxGa1-xN heterostructure with lattice constant close to aGaN", Akali et al., Superlattices and microstructures 52 (2012) 70-77,

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 목적은 스트레인 보상된 양자우물 구조를 갖는 광검출기를 제공하는 것이다.As a technical means for solving the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a photodetector having a strain-compensated quantum well structure.

본 발명의 다른 목적은 양자우물 구조를 적층하여 만들어도 전체적으로 스트레인이 걸리지 않도록 하는 구조를 갖는 광검출기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a photodetector having a structure in which a quantum well structure is stacked so as not to be strained as a whole.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일측면은 기판 상에 형성되며 InGaN/InAlN 적층된 양자우물 구조를 포함하는 광검출기에 있어서, 상기 양자우물구조는 적어도 하나의 서로 교대로 적층된 InGaN 우물층과 InAlN 장벽층의 적층구조를 포함하며, 상기 장벽층과 우물층에 각각 In을 첨가하되, 스트레스 εxx 0.3% 내지 0.8%인 범위에서, 상기 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위를 가지는 경우, 상기 장벽층의 두께는 10Å 내지 37Å범위를 가지는 광검출기를 제공한다. 스트레스 εxx가 결정되면 InGaN 우물층과 InAlN 장벽층 각각에 투입되는 In의 양은 결정된다. 표1에는 그 예시가 제시되어 있다. As a technical means for solving the above-mentioned problems, one aspect of the present invention is a photodetector formed on a substrate and including an InGaN / InAlN stacked quantum well structure, wherein the quantum well structure includes at least one the it includes a stacked structure of an InGaN well layer and a barrier layer InAlN, but the respective in addition to the barrier layer and the well layer, the stress ε xx The thickness of the barrier layer ranges from 10 A to 37 A when the thickness of the well layer is in the range of 10 A to 14 A in the range of 0.3 to 0.8%. When the stress ε xx is determined, the amount of In injected into each of the InGaN well layer and the InAlN barrier layer is determined. Table 1 shows an example.

바람직하게는, 스트레스 εxx 0.4% 내지 0.6%인 범위를 가지는 경우, 우물층의 두께는 10Å 내지 14Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 10Å 내지 20Å범위를 갖는다.Preferably, the stress is ε xx 0.4% to 0.6%, the thickness of the well layer is in the range of 10A to 14A, and the thickness of the barrier layer is in the range of 10A to 20A.

바람직하게는, 상기 스트레스 εxx는 0.45% 내지 0.55%인 경우, 우물층의 두께가 11Å 내지 13Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 14Å 내지 16Å범위를 갖는다. 상기 광검출기는 1.55 ㎛ 대역에 적용될 수 있는 광검출기이다. Preferably, when the stress epsilon xx is in the range of 0.45% to 0.55%, the thickness of the well layer is in the range of 11 ANGSTROM to 13 ANGSTROM, and the thickness of the barrier layer is in the range of 14 ANGSTROM to 16 ANGSTROM. The photodetector is a photodetector that can be applied in the 1.55 [mu] m band.

본 발명에 의하면, 우물층에 압축스트레인이 장벽층에 인장스트레인이 걸리도록 하여 많은 층의 양자우물 구조를 적층하여 만들어도 전체적으로 스트레인이 걸리지 않도록 하는 구조를 갖는 광검출기를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a photodetector having a structure in which tensile strain is applied to a barrier layer in a well layer to prevent strain from being entirely generated even when a quantum well structure of many layers is stacked.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광검출기의 일예를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광검출기 제조를 위한 전산모사 결과 그래프들이다.
1 is a diagram illustrating an example of a photodetector according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 5 are graphs of computer simulation results for manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광검출기의 일예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a photodetector according to an embodiment of the present invention.

광검출기(100)는 기판(110), 제 1도핑층(120), 양자 구조(130) 및 제 2 도핑층(140)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판(110), 제 1 도핑층(120), 양자 구조(130) 및 제 2 도핑층(140)이 순차적으로 적층된다. 양자 구조(130)는 장벽층(130A)과 우물층(130B)이 서로 교대로 적층되어 있는 적층의 수는 특별히 한정되지 않고 다양하게 가능하다. 본 발명의 효과에 의하면 본 발명에 의한 스트레인은 감소 가능하므로, 본 발명의 양자우물 구조의 장벽층과 우물층 적층수는 다수인 경우 더욱 효과적일 수 있다. The photodetector 100 may have a structure in which a substrate 110, a first doping layer 120, a quantum structure 130, and a second doping layer 140 are stacked. In some embodiments, a substrate 110, a first doping layer 120, a quantum structure 130, and a second doping layer 140 are sequentially deposited. The number of the stacked layers in which the barrier layer 130A and the well layer 130B are alternately stacked is not particularly limited and can be variously varied. According to the effect of the present invention, the strain according to the present invention can be reduced, so that the number of the barrier layer and the well layer stacked in the quantum well structure of the present invention can be more effective in a plurality of cases.

광검출기(100)는 제 1 도핑층(120) 상에 제 1 전극(160)을, 그리고 제 2 도핑층(140) 상에 제 2 전극(170)을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 소정의 전압이 광검출기(100)에 인가될 수 있다.  The photodetector 100 may further include a first electrode 160 on the first doping layer 120 and a second electrode 170 on the second doping layer 140, A voltage may be applied to the photodetector 100.

본 발명의 광검출기는 특별한 구조에 한정되지 않은 수평구조, 수직구조 등 다양한 검출기 구조가 적용 가능하지만 도 1에서는 단지 예를 들어 제시한다. The photodetector of the present invention can be applied to various detector structures such as a horizontal structure and a vertical structure which are not limited to a special structure, but only an example is presented in Fig.

상술한 본 발명의 광검출기 구조에 의하면, In 을 우물층(130B)과 장벽층(130A)에 각각 첨가하여, 스트레인은 가능한 줄이면서, 원하는 파장 (예를 들어, 1550 nm 파장대역)을 가지도록 구조를 설계할 수 있다. 그 결과 InGaN(-εxx)/InAlN(+εxx) 양자우물 구조에 스트레인이 보상되는 현상을 발견하였다. 이 구조에 의하면, 우물층(130B)에 압축스트레인이 걸리고, 장벽층(130A)에 인장스트레인이 걸리도록 하여 다수의 층을 갖는 양자우물 구조를 만들어도 전체적으로 스트레인이 걸리지 않도록 하는 구조를 구현할 수 있다. 작은 스트레인, 예를 들어 0.5 % 의 스트레인에서도 1550 nm 파장을 가지도록 설계가 가능함을 보였으며, 그 조건들을 제시하는 것이 본 발명의 주된 요지 중 하나이다.According to the above-described photodetector structure of the present invention, In is added to the well layer 130B and the barrier layer 130A, respectively, so that the strain can be reduced to a desired wavelength (for example, a wavelength band of 1550 nm) Structure can be designed. As a result, we found that the strain is compensated for InGaN (-ε xx ) / InAlN (+ ε xx ) quantum well structures. According to this structure, a compressive strain is applied to the well layer 130B, and a tensile strain is applied to the barrier layer 130A, so that a structure can be realized in which a strain is not applied to the whole even if a quantum well structure having a plurality of layers is formed . It has been shown that a design can be made to have a wavelength of 1550 nm even with a small strain, for example, a strain of 0.5%, and presenting the conditions is one of the main points of the present invention.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광검출기 제조를 위한 전산모사 결과 그래프들이다.FIGS. 2 to 5 are graphs of computer simulation results for manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention.

도 2는 GaN에 격자 정합된 GaN/Al1-yInyN (y=0.185) 양자우물 구조에 대해서 우물층의 너비(width)를 함수로 하여 ISB 전이 에너지 E21와 파장들 λ12의 변화를 나타내는 그래프이다. 본 그래프는 전산모사의 결과를 의미하고 있다. FIG. 2 is a graph showing changes in ISB transition energy E 21 and wavelengths? 12 as a function of the width of a well layer for a GaN / Al 1-y In y N (y = 0.185) quantum well structure lattice matched to GaN To FIG. This graph represents the result of computer simulation.

도 2를 참조하면, E21는 전도대에 있는 2개의 서브밴드들 사이의 전이 에너지에 해당하고 장벽층의 너비 Lb는 20Å으로 세팅되어 있다. 여기서, Al1-yInyN의 3원소 화합물의 밴드갭 에너지에 대해 2.914eV를 bowing parameter로 하였다. 인터밴드 전이 에너지는 우물층의 너비에 따라 증가하고 Lw=12Å 근처의 최대치를 보여주고 있다. 그리고 우물층의 너비가 더 증가하는 경우는 우물층 너비의 증가에 따라 감소가 시작된다. Referring to FIG. 2, E 21 corresponds to the transition energy between two subbands in the conduction band, and the width L b of the barrier layer is set to 20 Å. Here, 2.914 eV was used as a bowing parameter for the band gap energy of the three element compounds of Al 1-y In y N. The interband transition energy increases with the width of the well layer and shows the maximum value near L w = 12 Å. And when the width of the well layer is further increased, the decrease starts as the width of the well layer increases.

최대 인터밴드 전이 에너지는 약 0.618eV이고 이는 2 ㎛ 전이 파장에 해당한다. 그런데 이 파장은 통신용 응용에 유용한 1.55 ㎛ 보다 크다. 따라서, GaN 에 격자 정합된 QW 구조에서 파장이 1.55 ㎛가 될 수 있는지 장벽층의 너비의 함수로서 인터밴드 전이 에너지를 조사하였다.The maximum interband transition energy is about 0.618 eV, which corresponds to a 2 탆 transition wavelength. However, this wavelength is larger than 1.55 ㎛ useful for communication applications. Therefore, the interband transition energy was investigated as a function of the width of the barrier layer to determine whether the wavelength can be 1.55 μm in the QW structure lattice matched to GaN.

도 3은 GaN에 격자 정합된 GaN/Al1-yInyN (y=0.185) 양자우물 구조들에 장벽층의 너비를 함수로 하여 ISB 전이 에너지 E21와 파장들 λ12의 변화를 나타낸 그래프이다. 우물층의 너비 Lw는 12Å으로 설정되고 이는 도 2에서 가장 짧은 파장에 해당한다. FIG. 3 is a graph showing changes in ISB transition energy E 21 and wavelengths? 12 as a function of the width of the barrier layer in GaN / Al 1-y In y N (y = 0.185) quantum well structures lattice-matched to GaN to be. The width L w of the well layer is set to 12 Å, which corresponds to the shortest wavelength in FIG.

그러나, Lb가 10Å인 경우조차도 파장 λ12은 1.55 ㎛ 보다 크게 나타나고 있다. 즉, Lb가 10Å에서 인터밴드 전이 에너지는 0.78eV 이고, 이는 1.6 ㎛ 에 해당한다.However, even when L b is 10 Å, the wavelength λ 12 is larger than 1.55 μm. That is, the interband transition energy at L b = 10 A is 0.78 eV, which corresponds to 1.6 μm.

도 4는 몇개의 스트레인 값을 가지는 스트레인 보상된 InxGa1-xN/Al1-yInyN 양자우물 구조에 대해 우물층의 너비(width)를 함수로 하여 ISB 전이 에너지 E21와 파장들 λ12의 변화를 나타내는 그래프이다. εxx는 변형 tensor를 의미한다. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ISB transition energy E 21 and the wavelength of the well layer as a function of the strain-compensated In x Ga 1 -x N / Al 1 -y In y N quantum well structure having several strain values. The change of? 12 FIG. ε xx is the strain tensor.

여기서, 장벽층의 너비 Lb는 예시적으로 20Å으로 설정된다. ε이 0.3, 0.5 그리고 0.8 %을 가지는 경우, 우물은 compressive 스트레인을 갖고 장벽은 tensile 스트레인을 갖는다. 도트 라인은 1.55 ㎛ 의 파장에 대해 가이드라인이다. 스트레인 값에 상관없이, 최대 인터밴드 전이 에너지들은 12Å의 우물층 너비에서 관찰된다. 그러나, 최대 인터밴드 전이 에너지는 스트레인 값의 증가에 따라 급격하게 증가된다. 예를 들어, 0.3%와 0.8%의 스트레인 값을 가지는 양자우물들에 대해 최대 ISB 전이 에너지 값들은 각각 0.706eV 와 0.844eV이다. Here, the width Lb of the barrier layer is set to 20 angstroms as an example. When ε is 0.3, 0.5 and 0.8%, the well has compressive strain and the barrier has tensile strain. The dot line is a guideline for a wavelength of 1.55 μm. Regardless of the strain value, the maximum interband transition energies are observed at a well layer width of 12 ANGSTROM. However, the maximum interband transition energy increases sharply as the strain value increases. For example, for quantum wells with strain values of 0.3% and 0.8%, the maximum ISB transition energy values are 0.706 eV and 0.844 eV, respectively.

결과적으로, 0.8%의 스트레인을 가지는 스트레인 보상된 양자우물 구조들에서 파장은 Lw = 14Å에서 1.55 ㎛ 정도로 짧다. 그러나, 가능한 작은 격자 부정합을 가지는 양자우물을 가지는 것이 바람직하므로 장벽층 너비의 함수로 인터밴드 전이 에너지를 조사하였다.As a result, in the strain-compensated quantum well structure having a strain of 0.8%, the wavelength is short enough to 1.55 ㎛ in L w = 14Å. However, it is desirable to have a quantum well with as small a lattice mismatch as possible, so the interband transition energy is investigated as a function of the barrier layer width.

도 5는 몇 개의 스트레인 값을 가지는 스트레인 보상된 InxGa1-xN/Al1-yInyN 양자우물 구조에 대해 장벽층의 너비를 함수로 하여 ISB 전이 에너지 E21와 파장들 λ12의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ISB transition energy E 21 and the wavelengths λ 12 (λ) of the strain compensated In x Ga 1 -x N / Al 1 -y In y N quantum well structure having several strain values as a function of the width of the barrier layer. As shown in FIG.

여기서 우물층 너비 Lw는 예시로 12Å으로 설정되었다. ε이 0.3%, 0.5% 그리고 0.8%인 경우, 우물층은 compressive 스트레인을 갖고 장벽층은 tensile 스트레인을 갖는다. 도트 라인은 1.55 ㎛ 의 파장에 대해 가이드라인이다. The well layer width L w was set to 12Å as illustrated. When ε is 0.3%, 0.5% and 0.8%, the well layer has compressive strain and the barrier layer has tensile strain. The dot line is a guideline for a wavelength of 1.55 μm.

인터밴드 전이 에너지는 장벽층 너비가 감소될수록 증가한다. 또한 작은 스트레인을 가지는 양자우물 구조는 큰 스트레인을 갖는 양자우물 구조에 비해 전이 에너지의 큰 증가율을 보여주고 있다. 따라서, 0.3% 이하의 양자우물 구조에 대해서도 Lb는 12Å 인 전기통신 어플리케이션에서 파장이 1.55 ㎛ 일 수 있다. 그러므로 스트레인 보상된 양자우물 구조가 0.3%에서 0.5%의 작은 스트레인과 파장이 1.55 ㎛ 인 전기통신 어플리케이션에 적합할 수 있음을 기대할 수 있다.The interband transition energy increases as the width of the barrier layer decreases. The quantum well structure with a small strain shows a large increase rate of the transition energy as compared with the quantum well structure with a large strain. Therefore, even in the quantum well structure in which 0.3% L b may be a wavelength of 1.55 ㎛ at 12Å the telecommunication application. It can therefore be expected that the strain compensated quantum well structure is suitable for telecommunication applications with a small strain of 0.3% to 0.5% and a wavelength of 1.55 μm.

이하, 상술한 도 2내지 도 5의 실험결과들을 이용하여 본 발명에서는 1.55 ㎛ 대역의 파장에서 스트레인 보상된 광검출기를 제작할 수 있는 조건을 검토한다.Hereinafter, with reference to the experimental results of FIGS. 2 to 5, the present invention considers conditions for fabricating a strain-compensated photodetector at a wavelength of 1.55 μm band.

εxx 가 정해지면 그에 따라서 In이 우물층과 장벽층 각각에 투입되는 양은 정확히 결정될 수 있으므로 이하에서는 주로 εxx의 조건을 검토한다. 표 1에 의하면 예를 들어, εxx가 0.3%, 0.5%, 0.8%인 경우 각각의 우물층의 In과 장벽층의 In 양이 제시되어 있다. When ε xx is determined, the amount of In injected into each of the well layer and the barrier layer can be accurately determined. Therefore, the conditions of ε xx will be mainly discussed below. According to Table 1, for example, when? Xx is 0.3%, 0.5%, and 0.8% The In and In quantities of each well layer are shown.

εxx ε xx 우물층의 In양In amount of well layer 장벽층의 In양In amount of barrier layer 우물의 두께Thickness of Well 장벽의 두께Barrier thickness 0.30.3 0.0280.028 0.1620.162 12 Å12 Å 12 Å12 Å 0.50.5 0.0470.047 0.1420.142 12 Å12 Å 15 Å15 Å 0.8 0.8 0.0760.076 0.1240.124 12 Å12 Å 34 Å34 Å

한편, 표 1에서는 우물층의 두께는 12Å인 경우를 예시한 것이고 도 4를 참조하면, 경우에 따라서, 10Å 내지 14Å의 범위는 바람직한 조건이 될 수 있다. 우물층의 두께가 10Å보다 더 작은 경우는 제조공정 등에서 문제가 발생할 여지가 있고 14Å보다 큰 경우는 1.55 ㎛ 대역의 광검출기 제조가 어려울 수 있다.On the other hand, in Table 1, the well layer has a thickness of 12 angstroms. Referring to FIG. 4, a range of 10 angstroms to 14 angstroms may be a preferable condition. If the thickness of the well layer is smaller than 10 angstroms, there is a problem in the manufacturing process or the like. If it is larger than 14 angstroms, it may be difficult to manufacture the photodetector in the 1.55 占 퐉 range.

상술한 표1과 도 5에 의하면 스트레스 εxx 0.3% 내지 0.8%인 범위에서, 적당한 우물층 두께와 장벽층 두께를 가지는 경우 1.55 ㎛ 대역의 광검출기를 제조할 수 있음을 확인하였다. 스트레스 εxx 0.3% 인 경우는 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위에서 장벽층의 두께가 10Å 내지 12Å인 조건에서 1.55 ㎛ 대역의 광검출기를 제조할 수 있음을 확인하였다. 장벽층의 두께도 10Å 정도를 공정 마진으로 판단하였다. 스트레스 εxx 0.5% 인 경우는 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위에서 장벽층의 두께가 12Å 내지 18Å인 조건에서 1.55 ㎛ 대역의 광검출기를 제조할 수 있음을 확인하였다. 스트레스 εxx 0.8%인 경우는 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위에서 장벽층의 두께가 27Å 내지 41Å인 조건에서 1.55 ㎛ 대역의 광검출기를 제조할 수 있음을 확인하였다. 스트레스는 더 큰 값을 가지는 것도 가능함은 물론이다. 바람직하게는, 도 5를 참조하면, 2%이내의 스트레스를 가지는 경우 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위에서 1.55 ㎛ 대역을 가지는 광검출기를 제조하기 위한 장벽층의 두께가 존재함을 확인할 수 있다. According to the above-mentioned Table 1 and Fig. 5, the stress? Xx It was confirmed that a photodetector in the 1.55 탆 range could be fabricated in the range of 0.3% to 0.8%, with appropriate well layer thickness and barrier layer thickness. The stress ε xx 0.3%, the photodetector in the 1.55 탆 range can be fabricated under the condition that the thickness of the well layer is in the range of 10 Å to 14 Å, and the thickness of the barrier layer is in the range of 10 Å to 12 Å. The thickness of the barrier layer was determined to be about 10 Å by the process margin. The stress ε xx 0.5%, the photodetector in the 1.55 탆 range can be fabricated under the condition that the thickness of the well layer is in the range of 10 Å to 14 Å and the thickness of the barrier layer is in the range of 12 Å to 18 Å. The stress ε xx 0.8%, the photodetector in the 1.55 탆 range can be fabricated under the condition that the thickness of the well layer is in the range of 10 Å to 14 Å and the thickness of the barrier layer is in the range of 27 Å to 41 Å. It goes without saying that the stress may have a larger value. Preferably, referring to FIG. 5, it can be seen that the thickness of the barrier layer for producing a photodetector having a 1.55 μm band in the range of 10 Å to 14 Å is present in the case of a stress of less than 2% have.

다만, 바람직한 범위에 관하여, 스트레스 εxx 0.3% 내지 0.8%인 범위에서, 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 10Å 내지 37Å범위에서 1.55 ㎛ 대역의 광검출기를 제조할 수 있다.However, with respect to the preferred range, the stress? Xx In the range of 0.3% to 0.8%, the photodetector in the 1.55 탆 range can be manufactured in the range of the thickness of the well layer ranging from 10 Å to 14 Å and the thickness of the barrier layer ranging from 10 Å to 37 Å.

더욱 바람직한 범위에 관해서는 스트레스 εxx가 0.4% 내지 0.6%인 경우 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 10Å 내지 20Å범위에서 1.55 ㎛ 대역의 광검출기 제조가 가능해진다.With respect to the more preferable range, when the stress ε xx is 0.4% to 0.6%, the thickness of the well layer is in the range of 10 Å to 14 Å, and the thickness of the barrier layer is in the range of 10 Å to 20 Å. .

더더욱 바람직한 범위에 의하면, 스트레스 εxx가 0.5%인 경우가 공정상 가장 안정적인 스트레스 조건으로 판단되는데, 그 범위를 보면, 스트레스 εxx가 0.45% 내지 0.55%인 경우, 우물층의 두께가 11Å 내지 13Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 14Å 내지 16Å범위를 가지는 경우 1.55 ㎛ 대역의 광검출기 제조가 가능하다.According to a further preferable range, the case where the stress? Xx is 0.5% is judged as the most stable stress condition in the process. When the stress? Xx is 0.45% to 0.55%, the thickness of the well layer is 11? And the thickness of the barrier layer is in the range of 14 ANGSTROM to 16 ANGSTROM, it is possible to manufacture a photodetector in the 1.55 mu m band.

전술한 본 발명에 따른 광검출기는 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, but can be variously modified and embodied within the scope of the claims, the detailed description of the invention and the accompanying drawings This also belongs to the present invention.

Claims (4)

기판 상에 형성되며 InGaN/InAlN 적층된 양자우물 구조를 포함하는 광검출기에 있어서,
상기 양자우물구조는 적어도 하나의 서로 교대로 적층된 우물층과 장벽층의 적층구조를 포함하며,
상기 장벽층과 우물층에 각각 In을 첨가하되,
스트레스 εxx 0.3% 내지 0.8%인 범위에서, 상기 우물층의 두께가 10Å 내지 14Å의 범위를 가지는 경우,
상기 장벽층의 두께는 10Å 내지 37Å범위를 가지는 광검출기.
1. A photodetector formed on a substrate and comprising an InGaN / InAlN stacked quantum well structure,
Wherein the quantum well structure comprises a stacked structure of at least one alternately stacked well layer and a barrier layer,
In is added to the barrier layer and the well layer,
The stress ε xx In the range of 0.3% to 0.8%, when the thickness of the well layer is in the range of 10 Å to 14 Å,
Wherein the thickness of the barrier layer ranges from 10 A to 37 A.
제 1항에 있어서,
상기 스트레스 εxx 0.4% 내지 0.6%인 범위를 가지는 경우, 우물층의 두께는 10Å 내지 14Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 10Å 내지 20Å범위를 갖는 광검출기.
The method according to claim 1,
The stress is ε xx Wherein the thickness of the well layer is in the range of 10 to 14 angstroms and the thickness of the barrier layer is in the range of 10 to 20 angstroms.
제 1항에 있어서,
상기 스트레스 εxx는 0.45% 내지 0.55%인 경우, 우물층의 두께가 11Å 내지 13Å의 범위를 가지고, 장벽층의 두께는 14Å 내지 16Å범위를 갖는 광검출기.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the well layer is in the range of 11 to 13 Angstroms and the thickness of the barrier layer is in the range of 14 to 16 Angstroms when the stress? Xx is 0.45% to 0.55%.
제1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광검출기는 1.55 ㎛ 대역의 광검출기인 것을 특징으로 하는 광검출기.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the photodetector is a 1.55-μm band photodetector.
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