KR20200066435A - Vertical pin diodes with improving breakdown voltage and manufacturing method for the same - Google Patents

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KR20200066435A KR1020180152374A KR20180152374A KR20200066435A KR 20200066435 A KR20200066435 A KR 20200066435A KR 1020180152374 A KR1020180152374 A KR 1020180152374A KR 20180152374 A KR20180152374 A KR 20180152374A KR 20200066435 A KR20200066435 A KR 20200066435A
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차호영
팜티튀투
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Abstract

The present invention relates to a GaN-based photodiode capable of suppressing an electric field of a mesa gradient while maximizing electric field intensity inside an active region. As an avalanche photodiode for detecting ultraviolet light, the photo diode comprises: a GaN-based substrate doped with a first dopant; a GaN-based intrinsic layer doped with the same dopant as the substrate and disposed on an upper part of the substrate; a GaN-based low concentration layer doped with a second dopant and disposed on an upper part of the intrinsic layer; a GaN-based high concentration layer doped with a second dopant, disposed on an upper part of the low concentration layer, and having a higher doping concentration than the low concentration layer; and a pair of electrodes providing ohmic contact and including a first electrode disposed on a lower part of the substrate and a second electrode disposed on an upper part of the high concentration layer, wherein a first mesa isolation surface is formed from a portion of the substrate to the low concentration layer, and a second mesa isolation surface is formed on the high concentration layer to expose a part of a surface of the low concentration layer. In the present invention, the high concentration layer is additionally mesa-isolated to expose a part of the surface of the low concentration layer, and thus, a remarkable voltage drop effect occurs outside the active region to suppress the electric field at the mesa isolation surface, thereby increasing gains with an increased breakdown voltage and a higher electric field inside the active region.

Description

항복전압이 개선된 수직형 PIN 다이오드 및 이의 제조방법{VERTICAL PIN DIODES WITH IMPROVING BREAKDOWN VOLTAGE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Vertical PIN diode with improved breakdown voltage and its manufacturing method{VERTICAL PIN DIODES WITH IMPROVING BREAKDOWN VOLTAGE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 수직형 PIN 다이오드의 항복전압 개선을 위한 구조에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 넓은 에너지 밴드갭 반도체 기반의 애벌런치 포토다이오드에서 항복전압을 개선하기 위한 구조 관한 것이다.The present invention relates to a structure for improving breakdown voltage of a vertical PIN diode, and more particularly, to a structure for improving breakdown voltage in a wide energy bandgap semiconductor-based avalanche photodiode.

일반적으로 애벌런치 포토다이오드(APD)는 역전압을 인가함으로써 기능하는 내부 이득 메카니즘을 이용하는 고속의 고감도 포토다이오드이다. PN이나 PIN 포토다이오드와 비교해서, APD는 고른 저레벨의 광을 측정할 수 있고, 고감도를 필요로 하는 여러 가지 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다. 고이득 대역폭 제품 및 매우 낮은 초과 잡음이 초래되는 높은 이온화 계수비로 인하여 APD에는 실리콘이 사용될 수 있다. 하지만 실리콘의 경우 에너지 밴드갭이 낮아서 감지할 수 있는 파장의 범위가 한정되어 짧은 단파장의 자외선 영역에서의 감지효율이 높지 않고 암전류가 높으며 고온 동작이 불가능하다. In general, avalanche photodiodes (APDs) are high-speed, high-sensitivity photodiodes that use an internal gain mechanism that functions by applying a reverse voltage. Compared to PN or PIN photodiodes, APD can measure even low-level light and can be used in a variety of different applications requiring high sensitivity. Silicon can be used for APD due to the high gain bandwidth product and the high ionization coefficient ratio resulting in very low excess noise. However, in the case of silicon, the range of wavelengths that can be detected is limited because the energy band gap is low, so the detection efficiency in the short-wavelength ultraviolet region is not high, the dark current is high, and high-temperature operation is impossible.

자외선을 감지하기에 적합한 물질은 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 반도체로서 질화 갈륨계 (GaN), 탄화 규소 (SiC), 산화 갈륨 (Ga2O3), 산화 망간 (ZnO) 등이 있으며 매우 낮은 고유 캐리어 농도로 인해 낮은 암전류 및 고온 동작이 가능하다. 특히, 질화 갈륨 (GaN)은 3.45eV의 넓은 에너지 밴드 갭과 300K에서 1.9×10-10 cm-3의 매우 낮은 고유 캐리어 농도를 가지며, AlxGa1-xN 조성을 조정하여 에너지 밴드 갭을 조절할 수 있기 때문에, GaN 계열의 자외선 검출기는 크기가 작고 신호 대 잡음비가 높으며 온도 안정성이 뛰어난 결과를 보인다.Suitable materials for detecting ultraviolet rays are semiconductors with a wide energy bandgap, including gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), gallium oxide (Ga2O3), and manganese oxide (ZnO), due to their very low intrinsic carrier concentration. Low dark current and high temperature operation are possible. In particular, gallium nitride (GaN) has a wide energy band gap of 3.45 eV and a very low intrinsic carrier concentration of 1.9×10 -10 cm -3 at 300K, and the energy band gap is adjusted by adjusting the Al x Ga 1-x N composition. Because of this, GaN-based UV detectors have small size, high signal-to-noise ratio, and excellent temperature stability.

GaN APD는 PIN 구조로 제작되고, 소자 분리 등의 이유로 측면에 경사진 메사 구조를 적용하는 것이 일반적이며, 접합부 측벽에서의 높은 전계를 억제하기 위해서는 경사면의 각도가 작은 것이 바람직하다.GaN APD is made of a PIN structure, and it is common to apply an inclined mesa structure to the side for reasons such as device separation, and it is preferable that the angle of the inclined surface is small to suppress a high electric field at the side wall of the junction.

대한민국 공개특허 10-2004-0050865Republic of Korea Patent Publication 10-2004-0050865

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 활성 영역 내부의 전계 강도를 극대화하면서 메사 경사면의 전계를 억제 할 수 있는 GaN계 수직형 PIN 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above and has an object to provide a GaN-based vertical PIN diode capable of suppressing the electric field of the mesa inclined surface while maximizing the electric field strength inside the active region.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수직형 PIN 다이오드는, 제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판; 상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑되며, 상기 기판의 상부에 배치된 GaN계 재질의 진성층; 제2 도펀트로 도핑되며, 상기 진성층의 상부에 배치된 GaN계 재질의 저농도층; 제2 도펀트로 도핑되고, 상기 저농도층의 상부에 배치되며, 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층; 및 옴 접촉을 제공하며 상기 기판의 하부에 배치된 제1 전극 및 상기 고농도층의 상부에 배치된 제2 전극을 포함하는 한쌍의 전극을 포함하며, 상기 기판의 일부에서 상기 저농도층까지 제1 메사분리면이 형성되고, 상기 저농도층의 표면이 일부 노출되도록 상기 고농도층에 제2 메사분리면이 형성된 것을 특징으로 한다.The vertical PIN diode according to the present invention for achieving the above object, a substrate of a GaN-based material doped with a first dopant; An intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate and disposed on the substrate; A low concentration layer of GaN-based material doped with a second dopant and disposed on the intrinsic layer; A high concentration layer made of a GaN-based material doped with a second dopant, disposed above the low concentration layer, and having a higher doping concentration than the low concentration layer; And a pair of electrodes that provide ohmic contact and include a first electrode disposed under the substrate and a second electrode disposed over the high concentration layer, wherein the first mesa from a portion of the substrate to the low concentration layer is provided. A separation surface is formed, and a second mesa separation surface is formed on the high concentration layer so that the surface of the low concentration layer is partially exposed.

이때, 2단계 구성에 의하여 경사면에서의 전기장 억제 효과가 향상되어, 이전보다 제1 메사분리면의 경사면 각도를 크게 만들어도 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 제1 메사분리면의 경사 각도가 4~15° 범위일 수 있다. 또한, 본 발명에서 추가된 제2 메사분리면의 경사면 각도는 특성에 크게 영향을 주기 않으며, 제2 메사분리면의 경사 각도가 4~80° 범위일 수 있다.At this time, the effect of suppressing the electric field on the inclined surface is improved by the two-step configuration, and the same effect can be obtained even if the inclined surface angle of the first mesa separation surface is made larger than before, and the inclination angle of the first mesa separation surface is 4 to 15 ° range. In addition, the angle of the inclined surface of the second mesa separation surface added in the present invention does not significantly affect characteristics, and the inclination angle of the second mesa separation surface may be in the range of 4 to 80°.

그리고 제2 메사분리면에 의해서 표면이 노출된 저농도층이 충분한 전압 강하를 할 수 있도록, 고농도층의 도핑 농도가 저농도층의 도핑 농도보다 10배 이상 높고, 저농도층의 도핑 농도가 진성층의 도핑 농도보다 10배 이상의 높으며, 저농층에서 표면이 노출된 부분의 두께가 50nm 이상인 것이 바람직하다.In addition, the doping concentration of the high concentration layer is 10 times higher than the doping concentration of the low concentration layer, and the doping concentration of the low concentration layer is doped in the intrinsic layer so that the low concentration layer exposed by the second mesa separation surface has a sufficient voltage drop. It is higher than the concentration by 10 times or more, and the thickness of the exposed portion of the surface in the low concentration layer is preferably 50 nm or more.

본 발명의 다른 형태에 의한, 수직형 PIN 다이오드의 제조방법은, 제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판을 준비하는 기판 준비 단계; 상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 진성층을 상기 기판의 상부에 형성하는 진성층 형성 단계; 제2 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 저농도층을 상기 진성층의 상부에 형성하는 저농도층 형성 단계; 제2 도펀트로 도핑되고 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층을 상기 저농도층의 상부에 형성하는 고농도층 형성 단계; 상기 기판의 일부에서 상기 고농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성하는 제1 메사분리면 형성 단계; 및 상기 저농도층의 일부가 노출되도록 상기 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성하는 제2 메사분리면 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a vertical PIN diode includes: a substrate preparation step of preparing a substrate of a GaN-based material doped with a first dopant; An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate on top of the substrate; A low concentration layer forming step of forming a low concentration layer of GaN-based material doped with a second dopant on top of the intrinsic layer; A high concentration layer forming step of forming a high concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant and having a higher doping concentration than the low concentration layer on top of the low concentration layer; Forming a first mesa separation surface to form a first mesa separation surface by mesa separation from a portion of the substrate to the high concentration layer; And forming a second mesa separation surface to form a second mesa separation surface by performing mesa separation on the high concentration layer so that a portion of the low concentration layer is exposed.

본 발명의 또 다른 형태에 의한, 수직형 PIN 다이오드의 제조방법은, 제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판을 준비하는 기판 준비 단계; 상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 진성층을 상기 기판의 상부에 형성하는 진성층 형성 단계; 제2 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 저농도층을 상기 진성층의 상부에 형성하는 저농도층 형성 단계; 제2 도펀트로 도핑되고 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층을 상기 저농도층의 상부에 형성하는 고농도층 형성 단계; 상기 저농도층의 일부가 노출되도록 상기 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성하는 제2 메사분리면 형성 단계; 및 상기 기판의 일부에서 상기 저농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성하는 제1 메사분리면 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a vertical PIN diode includes: a substrate preparation step of preparing a substrate of a GaN-based material doped with a first dopant; An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate on top of the substrate; Forming a low concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant on the intrinsic layer; A high-concentration layer forming step of forming a high-concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant and having a higher doping concentration than the low-concentration layer; Forming a second mesa separation surface to form a second mesa separation surface by performing mesa separation on the high concentration layer so that a portion of the low concentration layer is exposed; And forming a first mesa separation surface to form a first mesa separation surface by mesa separation from a portion of the substrate to the low concentration layer.

제1 메사분리면 형성 단계에서, 제1 메사분리면이 경사진 경사면이 되도록 하되, 경사 각도는 4~15° 범위일 수 있고, 종래에 비하여 각도를 크게 만들어도 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the step of forming the first mesa separation surface, the first mesa separation surface is to be an inclined inclined surface, but the inclination angle may be in the range of 4 to 15°, and the same effect can be obtained even if the angle is made larger than in the prior art.

기판의 하부에 제1 전극을 형성하는 제1 전극 형성 단계를 더 포함하고, 고농도층의 상부에 제2 전극을 형성하는 제2 전극 형성 단계를 더 포함하며, 전극을 형성하는 순서와 방법은 종래의 공정을 적용할 수 있다.The method further includes forming a first electrode to form a first electrode on a lower portion of the substrate, and further comprising forming a second electrode to form a second electrode on a high concentration layer. The process of can be applied.

제2 메사분리면에 의해서 표면이 노출된 저농도층이 충분한 전압 강하를 할 수 있도록, 고농도층의 도핑 농도가 저농도층의 도핑 농도보다 10배 이상 높도록 형성하고, 저농도층의 도핑 농도가 진성층의 도핑 농도보다 10배 이상의 높도록 형성하며, 저농층에서 표면이 노출된 부분의 두께가 50nm 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.The doped concentration of the high-concentration layer is formed to be 10 times higher than the doping concentration of the low-concentration layer, and the doping concentration of the low-concentration layer is intrinsic, so that the low-concentration layer exposed by the second mesa separation surface can have sufficient voltage drop It is formed so as to be 10 times higher than the doping concentration of, it is preferable that the thickness of the portion of the surface exposed in the low concentration layer is 50 nm or more.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 저농도층의 표면 일부가 노출되도록 고농도층을 추가적으로 메사 분리함으로써, 활성 영역 외부에서 현저한 전압 강하 효과를 얻을 수 있다. In the present invention configured as described above, a significant voltage drop effect can be obtained outside the active region by additionally mesa separating the high concentration layer so that a part of the surface of the low concentration layer is exposed.

또한, 활성영역 외부의 전압 강하에 의해서, 메사 분리면에서의 전기장이 억제되어 더 높은 전압이 인가될 수 있기 때문에, 항복 전압이 더 높아지는 효과가 있다.In addition, because the electric field at the mesa separation surface is suppressed by a voltage drop outside the active region, a higher voltage can be applied, so that the breakdown voltage is higher.

최종적으로, 항복 전압이 높아짐으로 인해서, 애벌런치 바이어스 조건 하에서 활성 영역 내부에 더 높은 전기장이 걸릴 수 있기 때문에, GaN계 애벌런치 포토다이오드의 이득이 향상되는 효과가 있다.Finally, the higher the breakdown voltage, the higher the electric field may be applied inside the active region under the avalanche bias condition, thereby improving the gain of the GaN-based avalanche photodiode.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 PIN 다이오드의 단면구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드의 단면구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드의 항복 특성을 도시한 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드에 대한 항복 조건에서의 전위와 전계 분포를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드에 대한 PN 접합부에서의 전계 분포를 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 PIN 다이오드에 대한 암전류 특성과 광전류 특성 및 이득 특성을 시뮬레이션한 결과이다.
도 7은 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드에 대한 암전류 특성과 광전류 특성 및 이득 특성을 시뮬레이션한 결과이다.
도 8은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 수직형 PIN 다이오드에 대한 양자 효율 특성을 시뮬레이션한 결과이다.
1 is a schematic view for explaining a cross-sectional structure of a vertical PIN diode according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining the cross-sectional structure of a vertical PIN diode according to a comparative example.
Figure 3 is a result showing the yield characteristics of the vertical PIN diode according to an embodiment and a comparative example of the present invention.
4 is a view showing a potential and an electric field distribution in a yield condition for a vertical PIN diode according to an embodiment and a comparative example of the present invention.
5 is a graph comparing the electric field distribution in the PN junction for the vertical PIN diode according to the embodiment of the present invention and a comparative example.
6 is a result of simulating dark current characteristics, photocurrent characteristics, and gain characteristics for a vertical PIN diode according to an embodiment of the present invention.
7 is a result of simulating dark current characteristics, photocurrent characteristics, and gain characteristics for a vertical PIN diode according to a comparative example.
8 is a result of simulating quantum efficiency characteristics for a vertical PIN diode according to an embodiment and a comparative example of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.And throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with other elements in between. In addition, when a part is said to "include" or "equipment" a component, this means that other components may be further included or provided, rather than excluding other components unless otherwise specified. do.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from other components, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 PIN 다이오드의 단면구조를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic view for explaining a cross-sectional structure of a vertical PIN diode according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 수직형 PIN 다이오드는 GaN계 애벌런치 포토다이오드로서, 기판(100), 진성층(200), 저농도층(300) 및 고농도층(400)이 순차적으로 적층되어 있으며, 기판(100)에 접하는 애노드인 제1 전극(미도시)과 고농도층(400)에 접하는 캐소드인 제2 전극(미도시)이 한쌍으로 형성되고, 기판(100)의 일부에서 저농도층(300)까지 메사분리된 제1 메사분리면(500)과 저농도층(300)의 표면 일부가 노출되도록 고농도층이 메사분리된 제2 메사분리면(600)이 형성된다.The vertical PIN diode of the present embodiment is a GaN-based avalanche photodiode, in which the substrate 100, the intrinsic layer 200, the low-concentration layer 300, and the high-concentration layer 400 are sequentially stacked on the substrate 100. A first electrode (not shown) that is in contact with the anode and a second electrode (not shown) that is in contact with the high concentration layer 400 are formed in a pair, and the mesa separated from a part of the substrate 100 to the low concentration layer 300 A second mesa separation surface 600 is formed in which the high concentration layer is mesa separated so that a portion of the surfaces of the 1 mesa separation surface 500 and the low concentration layer 300 are exposed.

기판(100)은 PIN 구조를 위하여 N형 도펀트로 도핑된 GaN계 재질로 구성된다. The substrate 100 is made of a GaN-based material doped with an N-type dopant for the PIN structure.

진성층(200)은 기판(100)과 같은 N형 도펀트가 미량 도핑되어 진성특성을 나타내는 GaN계 재질로 구성된다.The intrinsic layer 200 is made of a GaN-based material exhibiting intrinsic properties by doping a small amount of an N-type dopant such as the substrate 100.

저농도층(300)은 기판(100)과 다른 P형 도펀트가 도핑된 GaN계 재질로 구성된다.The low concentration layer 300 is made of a GaN-based material doped with a P-type dopant different from the substrate 100.

고농도층(400)은 저농도층(300)과 같은 P형 도펀트가 도핑되며, 저농도층(300)에 비하여 고농도로 도핑된 GaN계 재질로 구성된다.The high-concentration layer 400 is doped with a P-type dopant, such as the low-concentration layer 300, and is made of a GaN-based material doped at a higher concentration than the low-concentration layer 300.

제1 메사분리면(500)은 기판(100)의 일부에서 저농도층(300)까지를 메사분리하여 형성된 면이며, 일반적인 메사분리의 경우와 마찬가지로 접합부 측면벽에서의 전지장을 억제하기 위해 소정의 각도로 경사진 경사면을 구성한다. The first mesa separating surface 500 is a surface formed by mesa separating from a part of the substrate 100 to the low concentration layer 300, and as in the general mesa separating, a predetermined field to suppress the electric field in the side wall of the junction Construct an inclined slope at an angle.

제2 메사분리면(600)은 기존의 GaN계 애벌런치 포토다이오드와는 다르게, 본 발명에서 특별히 적용된 구조로서, 저농도층(300)의 표면이 일부 노출되도록 고농도층(400)만을 별도로 메사분리하여 형성되며, 소정의 각도로 경사진 경사면으로 구성한다.The second mesa separation surface 600 is a structure specially applied in the present invention, unlike the conventional GaN-based avalanche photodiode, by separately mesa separating only the high concentration layer 400 so that the surface of the low concentration layer 300 is partially exposed. It is formed, and is composed of an inclined surface inclined at a predetermined angle.

이러한 본 실시예의 제2 메사분리면(600)은, 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 GaN계 애벌런치 포토다이오드에서 메사분리면(700)이 고농도층까지 단층으로 형성되었던 것에 비하여, 기판(100)에서 저농도층(300)까지의 1단과 고농도층(400)에 따로 형성된 2단을 포함한 2층의 메사분리구조를 적용한 것으로 볼 수 있다. The second mesa separation surface 600 of this embodiment, compared to the conventional GaN-based avalanche photodiode shown in Figure 2, the mesa separation surface 700 was formed as a single layer up to a high concentration layer, the substrate 100 ), it can be seen that the two-layer mesa separation structure including the first stage from the low concentration layer 300 and the second stage separately formed in the high concentration layer 400 is applied.

도 1에 도시된 본 실시예에 따른 GaN계 애벌런치 포토다이오드와 도 2에 도시된 비교예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드를 제작하였다. The GaN-based avalanche photodiode according to the present embodiment shown in FIG. 1 and the GaN-based avalanche photodiode of the comparative example shown in FIG. 2 were prepared.

각층의 도핑 농도와 두께는 표 1과 같으며, 메사분리면의 경사 각도는 10°로 형성하였다. The doping concentration and thickness of each layer are as shown in Table 1, and the inclination angle of the mesa separation surface was formed at 10°.

도핑 농도 (cm-3)Doping concentration (cm -3 ) 두께 (㎛)Thickness (㎛) 고농도층High concentration layer 1×1019 1×10 19 0.150.15 저농도층Low concentration layer 5×1017 5×10 17 0.150.15 진성층True layer 1×1016 1×10 16 1.31.3 기판Board 1×1018 1×10 18 1.41.4

제작된 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대하여 시뮬레이션 실험을 수행하였다.A simulation experiment was performed on the fabricated GaN avalanche photodiode.

도 3은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 항복 특성을 도시한 결과이다.Figure 3 is a result showing the yield characteristics of the GaN-based avalanche photodiode according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.

시뮬레이션에 의해서 항복(breakdown) 전압을 확인한 결과, 본 실시예에 의한 GaN계 애벌런치 포토다이오드는 495V이고 비교예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드는 436V인 것으로 평가되었다. 본 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드에서 확인된 항복 전압 495V는, 이상적인 구조의 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대한 값과 거의 일치함을 알 수 있다.As a result of confirming the breakdown voltage by simulation, the GaN-based avalanche photodiode according to this example was evaluated to be 495V and the GaN-based avalanche photodiode of the comparative example was 436V. It can be seen that the breakdown voltage 495V confirmed in the GaN-based avalanche photodiode of this embodiment is almost the same as the value for the GaN-based avalanche photodiode in an ideal structure.

도 4는 항복 조건에서의 전위와 전계 분포를 도시한 도면이고, 도 5는 PN 접합부에서의 전계 분포를 비교한 그래프이다.4 is a view showing the electric potential and electric field distribution in the yield condition, and FIG. 5 is a graph comparing the electric field distribution in the PN junction.

항복 전압 조건에서 2차원 전위 및 전계 분포를 확인한 결과, 실시예와 비교예의 경우 모두에서 항복 전압 조건에서의 전계 강도(~ 3.5 MV/cm)가 동일한 것을 알 수 있다. 결국, 항복 전압은 PN 접합부에서의 피크 전계 강도에 의해서 결정되는 것을 확인할 수 있다.As a result of confirming the two-dimensional potential and electric field distribution under the breakdown voltage condition, it can be seen that the electric field strength (~ 3.5 MV/cm) in the breakdown voltage condition is the same in both the Examples and Comparative Examples. Consequently, it can be confirmed that the breakdown voltage is determined by the peak electric field strength at the PN junction.

반면에, 도 5에 도시된 도 4의 aa'단면(PN 접합 단면)에서의 전계 분포에 따르면, 활성 영역 내에서의 전계 강도는 실시예와 비교예에서 상당한 차이가 있음을 확인할 수 있다. 항복 전압 조건 에서, 비교예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드는 활성 영역 내부에서 ~ 2.2 MV/cm의 전계 강도를 나타내지만, 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드는 ~ 2.6 MV/cm의 전계 강도를 나타냈다. On the other hand, according to the electric field distribution in the aa' cross-section (PN junction cross-section) of FIG. 4 shown in FIG. 5, it can be confirmed that the electric field strength in the active region is significantly different in Examples and Comparative Examples. Under breakdown voltage conditions, the GaN-based avalanche photodiode of the comparative example exhibited an electric field strength of ~2.2 MV/cm inside the active region, while the GaN-based avalanche photodiode of the example showed an electric field strength of -2.6 MV/cm.

도 4의 오른쪽에 도시된 본 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대한 전위 분포에 따르면, 2층 구조의 제2 메사분리면을 형성하기 위하여 활성 영역의 에지에서 고농도로 도핑된 고농도층의 일부를 제거함으로써, 표면이 노출된 저농도층을 따라서 약 315 V의 전압강하가 발생하였다. 전압강하는 표면에 노출된 저농도층의 저항값에 의해 결정되며, 충분한 전압 강하를 위하여 상부 고농도층의 도핑보다 최소 10배 이상의 낮은 농도를 갖음과 동시에 하부 진성층의 도핑보다 최소 10배 이상의 높은 농도를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제2 메사분리면에 의해서 노출된 저농도층 표면의 길이에 따라 전압강하가 결정되며, 설계 과정에서 필요한 만큼의 길이가 노출되도록 제2 메사분리면의 위치를 정의한다. 그리고, 제2 메사분리면을 형성하는 과정에서 저농도층(300)의 표면이 깎여서 두께가 얇아질 수 있는데, 남아있는 저농도층의 두께는 최소 50nm 이상이 되어야 한다. 따라서, 본 실시예와 같이 2층의 메사분리 구조를 적용함으로써, PN접합 계면의 측벽에서의 전기장이 완화 될 수 있고, 결국 파괴가 발생하기 전까지 더 높은 전압이 인가될 수 있다. 즉, 본 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 구조에서는 활성 영역 내부의 전계 강도가 일반적인 단일 메사 구조에 대한 항복 조건 하의 전계 강도보다도 높을 수 있다.According to the dislocation distribution for the GaN-based avalanche photodiode of this embodiment shown on the right side of FIG. 4, a portion of the high concentration layer doped at a high concentration at the edge of the active region is formed to form a second mesa separation surface having a two-layer structure. By removing, a voltage drop of about 315 V occurred along the low concentration layer where the surface was exposed. The voltage drop is determined by the resistance value of the low-concentration layer exposed on the surface, and has a concentration of at least 10 times lower than the doping of the upper high-concentration layer and a concentration of at least 10 times higher than the doping of the lower intrinsic layer for sufficient voltage drop. It is preferred to have. At this time, the voltage drop is determined according to the length of the surface of the low-concentration layer exposed by the second mesa separation surface, and the position of the second mesa separation surface is defined to expose the length as necessary in the design process. In addition, in the process of forming the second mesa separation surface, the surface of the low-concentration layer 300 may be shaved, so that the thickness may be reduced, and the thickness of the remaining low-concentration layer should be at least 50 nm. Therefore, by applying the two-layer mesa separation structure as in the present embodiment, the electric field at the sidewall of the PN junction interface can be alleviated, and eventually a higher voltage can be applied until breakage occurs. That is, in the structure of the GaN-based avalanche photodiode of this embodiment, the electric field strength inside the active region may be higher than the electric field strength under the yield condition for a typical single mesa structure.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대한 암전류 특성과 광전류 특성 및 이득 특성을 시뮬레이션한 결과이고, 도 7은 비교예에 따른 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대한 암전류 특성과 광전류 특성 및 이득 특성을 시뮬레이션한 결과이다.6 is a result of simulating dark current characteristics and photocurrent characteristics and gain characteristics for a GaN-based avalanche photodiode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a dark current characteristic for a GaN-based avalanche photodiode according to a comparative example. It is a result of simulating photocurrent characteristics and gain characteristics.

도 1과 도 2에 도시된 것과 같이, 파장이 340nm인 입사 광자가 활성 영역 내에서만 흡수된 것으로 가정하고, 암전류(dark current) 특성과 광전류(photo current) 특성 및 이득(gain) 특성을 시뮬레이션 하였다.1 and 2, assuming that incident photons having a wavelength of 340 nm were absorbed only in the active region, dark current characteristics, photo current characteristics, and gain characteristics were simulated. .

낮은 바이어스 영역에서는 실시예와 비교예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드가 유사한 특성을 나타내었으나, 항복 전압 근처에서는 본 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드에서 상당히 높은 이득이 달성된 것을 확인할 수 있다.In the low bias region, the GaN-based avalanche photodiode of Examples and Comparative Examples showed similar characteristics, but it was confirmed that a significantly higher gain was achieved in the GaN-based avalanche photodiode of this example near the breakdown voltage.

비교예와 같은 종래의 구조에서는 활성 영역 내부의 전계가 상대적으로 낮기 때문에 충분한 곱셈 프로세스를 생성할 수 없으며, 이는 APD 이득을 제한한다. 반면에, 본 실시예의 GaN계 애벌런치 포토다이오드는, 앞서 살펴본 것과 같이, 활성 영역 내부의 전계가 충분히 높기 때문에 훨씬 더 높은 이득이 달성 될 수 있다. 결국, 본 실시예의 2층의 메사분리 구조는 측벽에서의 전기장을 효과적으로 억제할 수 있고, 그에 따라서 애벌런치 조건 하에 활성 영역에서 더욱 높은 전계 강도가 형성될 수 있도록 하며, 활성 영역에서의 더 높은 전기장은 더 높은 임팩트 이온화 계수 및 높은 APD 이득 특성을 유도한다.In a conventional structure such as the comparative example, a sufficient multiplication process cannot be generated because the electric field inside the active region is relatively low, which limits the APD gain. On the other hand, the GaN-based avalanche photodiode of the present embodiment can achieve much higher gain because the electric field inside the active region is sufficiently high, as described above. Consequently, the mesa-separated structure of the second layer of this embodiment can effectively suppress the electric field at the sidewalls, thereby allowing a higher electric field strength to be formed in the active region under avalanche conditions, and a higher electric field in the active region. Leads to higher impact ionization coefficients and higher APD gain characteristics.

도 8은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대한 양자 효율 특성을 시뮬레이션한 결과이다.8 is a result of simulating quantum efficiency characteristics for a GaN-based avalanche photodiode according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

단위 이득(unity gain) 상태인 5V에서 양자효율 특성을 시뮬레이션한 결과, 단위 이득 조건에서는 애벌런치 프로세스가 생성되지 않기 때문에 2개의 구조에서 양자 효율 특성에서는 차이가 없다.As a result of simulating the quantum efficiency characteristics at the unity gain state of 5 V, there is no difference in the quantum efficiency characteristics in the two structures because the avalanche process is not generated under the unity gain condition.

도 1에 도시된 본 발명의 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 제조방법은, 기판(100), 진성층(200), 저농도층(300) 및 고농도층(400)을 순차적으로 적층 형성하는 점에서 종래의 일반적인 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 제조방법과 동일하며, 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 다양한 방법을 모두 적용할 수 있다.The method of manufacturing a GaN-based avalanche photodiode of the present invention shown in FIG. 1 is conventional in that the substrate 100, the intrinsic layer 200, the low-concentration layer 300, and the high-concentration layer 400 are sequentially stacked. It is the same as the general method of manufacturing a GaN-based avalanche photodiode, and various methods can be applied without detracting from the features of the present invention.

다만, 종래의 일반적인 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 제조방법이, 1회의 메사분리를 수행하여 제1 메사분리면(500)에 해당하는 메사분리면(700)만을 형성하는 것과는 메사분리과정에서 차이가 있다. 본 발명의 GaN계 애벌런치 포토다이오드의 제조방법은, 제1 메사분리면을 형성하는 단계와 제2 메사분리면을 형성하는 단계를 구분하여 수행함으로써, 기판의 일부에서 저농도층까지 형성된 제1 메사분리면(500)과 저농도층의 표면이 일부 노출되도록 고농도층에 형성된 제2 메사분리면(600)을 각각 형성한다.However, the conventional method of manufacturing a general GaN avalanche photodiode differs in the mesa separation process from performing only one mesa separation to form only the mesa separation surface 700 corresponding to the first mesa separation surface 500. have. The method of manufacturing a GaN-based avalanche photodiode of the present invention is performed by dividing a step of forming a first mesa separation surface and a step of forming a second mesa separation surface to form a first mesa formed from a part of the substrate to a low concentration layer. The second mesa separation surface 600 formed on the high concentration layer is formed so that the surface of the separation surface 500 and the low concentration layer are partially exposed.

이때, 기판의 일부에서 고농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성한 뒤에, 추가적으로 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성하는 것이 가능하다. At this time, it is possible to form a first mesa separation surface by mesa separation from a portion of the substrate to the high concentration layer, and then additionally perform mesa separation for the high concentration layer to form a second mesa separation surface.

다른 방법으로, 먼저 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성한 뒤에, 기판의 일부에서 저농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성할 수도 있다.Alternatively, first mesa separation may be performed on a high concentration layer to form a second mesa separation surface, followed by mesa separation from a portion of the substrate to a low concentration layer to form a first mesa separation surface.

기판의 하면과 고농도층의 상면, 각각에 전극을 형성하여야 하며, 전극을 형성하는 순서와 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래의 일반적인 방법을 모두 적용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.Electrodes must be formed on the lower surface of the substrate and the upper surface of the high-concentration layer, and the order and method of forming the electrodes are not particularly limited, and a detailed description thereof will be omitted since all conventional methods can be applied.

이상 GaN계 애벌런치 포토다이오드에 대하여 설명하였으나, 2층의 메사분리구조에 의한 항복전압 향상은 다른 용도의 수직형 PIN 다이오드에서도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.The GaN avalanche photodiode has been described above, but the breakdown voltage improvement by the mesa separation structure of the two layers may be applied to the vertical PIN diode for other purposes.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described through preferred embodiments, but the above-described embodiments are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes are possible within the scope of the present invention. Anyone with ordinary knowledge will understand. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the matters described in the claims, not by specific embodiments, and all technical ideas within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 기판
200: 진성층
300: 저농도층
400: 고농도층
500: 제1 메사분리면
600: 제2 메사분리면
100: substrate
200: true layer
300: low concentration layer
400: high concentration layer
500: first mesa separation surface
600: second mesa separation surface

Claims (19)

제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판;
상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑되며, 상기 기판의 상부에 배치된 GaN계 재질의 진성층;
제2 도펀트로 도핑되며, 상기 진성층의 상부에 배치된 GaN계 재질의 저농도층;
제2 도펀트로 도핑되고, 상기 저농도층의 상부에 배치되며, 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층; 및
옴 접촉을 제공하며 상기 기판의 하부에 배치된 제1 전극 및 상기 고농도층의 상부에 배치된 제2 전극을 포함하는 한쌍의 전극을 포함하며,
상기 기판의 일부에서 상기 저농도층까지 제1 메사분리면이 형성되고,
상기 저농도층의 표면이 일부 노출되도록 상기 고농도층에 제2 메사분리면이 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
A GaN-based substrate doped with a first dopant;
An intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate and disposed on the substrate;
A low concentration layer of GaN-based material doped with a second dopant and disposed on the intrinsic layer;
A high concentration layer made of a GaN-based material doped with a second dopant, disposed above the low concentration layer, and having a higher doping concentration than the low concentration layer; And
It provides a ohmic contact and includes a pair of electrodes including a first electrode disposed on the lower portion of the substrate and a second electrode disposed on the high concentration layer,
A first mesa separation surface is formed from a portion of the substrate to the low concentration layer,
A vertical PIN diode characterized in that a second mesa separation surface is formed on the high concentration layer so that the surface of the low concentration layer is partially exposed.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 메사분리면이 소정 각도로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 1,
Vertical PIN diode, characterized in that the first mesa separation surface is an inclined surface inclined at a predetermined angle.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 메사분리면의 경사 각도가 4~15°범위인 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 2,
Vertical PIN diode, characterized in that the inclination angle of the first mesa separation surface is in the range of 4 ~ 15 °.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 메사분리면이 소정 각도로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 1,
Vertical PIN diode characterized in that the second mesa separation surface is an inclined surface inclined at a predetermined angle.
청구항 4에 있어서,
상기 제2 메사분리면의 경사 각도가 4~80°범위인 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 4,
Vertical PIN diode characterized in that the inclination angle of the second mesa separation surface is in the range of 4 ~ 80 °.
청구항 1에 있어서,
상기 고농도층의 도핑 농도가 상기 저농도층의 도핑 농도보다 10배 이상 높은 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 1,
The vertical PIN diode characterized in that the doping concentration of the high concentration layer is 10 times higher than the doping concentration of the low concentration layer.
청구항 1에 있어서,
상기 저농도층의 도핑 농도가 상기 진성층의 도핑 농도보다 10배 이상의 높은 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 1,
The vertical PIN diode characterized in that the doping concentration of the low concentration layer is 10 times higher than the doping concentration of the intrinsic layer.
청구항 1에 있어서,
상기 저농층에서 표면이 노출된 부분의 두께가 50nm 이상인 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드.
The method according to claim 1,
Vertical PIN diode, characterized in that the thickness of the portion of the surface exposed in the low concentration layer is 50nm or more.
제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판을 준비하는 기판 준비 단계;
상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 진성층을 상기 기판의 상부에 형성하는 진성층 형성 단계;
제2 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 저농도층을 상기 진성층의 상부에 형성하는 저농도층 형성 단계;
제2 도펀트로 도핑되고 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층을 상기 저농도층의 상부에 형성하는 고농도층 형성 단계;
상기 기판의 일부에서 상기 고농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성하는 제1 메사분리면 형성 단계; 및
상기 저농도층의 일부가 노출되도록 상기 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성하는 제2 메사분리면 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
A substrate preparation step of preparing a GaN-based substrate doped with a first dopant;
An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate on top of the substrate;
Forming a low concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant on the intrinsic layer;
A high-concentration layer forming step of forming a high-concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant and having a higher doping concentration than the low-concentration layer;
Forming a first mesa separation surface to form a first mesa separation surface by mesa separation from a portion of the substrate to the high concentration layer; And
And a second mesa separation surface forming step of forming a second mesa separation surface by performing mesa separation on the high concentration layer so that a portion of the low concentration layer is exposed.
제1 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 기판을 준비하는 기판 준비 단계;
상기 기판과 동일한 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 진성층을 상기 기판의 상부에 형성하는 진성층 형성 단계;
제2 도펀트로 도핑된 GaN계 재질의 저농도층을 상기 진성층의 상부에 형성하는 저농도층 형성 단계;
제2 도펀트로 도핑되고 상기 저농도층보다 도핑농도가 높은 GaN계 재질의 고농도층을 상기 저농도층의 상부에 형성하는 고농도층 형성 단계;
상기 저농도층의 일부가 노출되도록 상기 고농도층에 대한 메사분리를 수행하여 제2 메사분리면을 형성하는 제2 메사분리면 형성 단계; 및
상기 기판의 일부에서 상기 저농도층까지 메사분리하여 제1 메사분리면을 형성하는 제1 메사분리면 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
A substrate preparation step of preparing a GaN-based substrate doped with a first dopant;
An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer of GaN-based material doped with the same dopant as the substrate on top of the substrate;
Forming a low concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant on the intrinsic layer;
A high-concentration layer forming step of forming a high-concentration layer of a GaN-based material doped with a second dopant and having a higher doping concentration than the low-concentration layer;
Forming a second mesa separation surface to form a second mesa separation surface by performing mesa separation on the high concentration layer so that a portion of the low concentration layer is exposed; And
And forming a first mesa separation surface to form a first mesa separation surface by mesa separation from a portion of the substrate to the low concentration layer.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
제1 메사분리면 형성 단계에서, 제1 메사분리면이 경사진 경사면이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
In the step of forming the first mesa separation surface, a method of manufacturing a vertical PIN diode, characterized in that the first mesa separation surface to be an inclined inclined surface.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 메사분리면의 경사 각도가 4~15°범위가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 11,
Method of manufacturing a vertical PIN diode characterized in that the inclination angle of the first mesa separation surface is in the range of 4 ~ 15 °.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
제2 메사분리면 형성 단계에서, 제2 메사분리면이 경사진 경사면이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
In the step of forming the second mesa separation surface, the method of manufacturing a vertical PIN diode, characterized in that the second mesa separation surface to be an inclined inclined surface.
청구항 13에 있어서,
상기 제2 메사분리면의 경사 각도가 4~80°범위가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 13,
Method of manufacturing a vertical PIN diode, characterized in that the inclination angle of the second mesa separation surface is in the range of 4 ~ 80 °.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 기판의 하부에 제1 전극을 형성하는 제1 전극 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
And forming a first electrode under the substrate, further comprising forming a first electrode.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 고농도층의 상부에 제2 전극을 형성하는 제2 전극 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
A method of manufacturing a vertical PIN diode, further comprising a second electrode forming step of forming a second electrode on the high concentration layer.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 고농도층 형성 단계에서, 상기 고농도층의 도핑 농도가 상기 저농도층의 도핑 농도보다 10배 이상 높도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
In the step of forming the high concentration layer, a method of manufacturing a vertical PIN diode, characterized in that the doping concentration of the high concentration layer is 10 times higher than the doping concentration of the low concentration layer.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 저농도층 형성 단계에서, 상기 저농도층의 도핑 농도가 상기 진성층의 도핑 농도보다 10배 이상 높도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
In the step of forming the low-concentration layer, a method of manufacturing a vertical PIN diode characterized in that the doping concentration of the low-concentration layer is 10 times higher than the doping concentration of the intrinsic layer.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
제2 메사분리면 형성 단계에서, 상기 저농층에서 표면이 노출된 부분의 두께가 50nm 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직형 PIN 다이오드의 제조방법.
The method according to claim 9 or claim 10,
In the step of forming the second mesa separation surface, the method of manufacturing a vertical PIN diode, characterized in that the thickness of the portion of the surface exposed in the low concentration layer is 50 nm or more.
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