KR20230052077A - Photodetector with improved absorption efficiency for detecting long-wavelength infrared, and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 검출기 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원적외선(long-wavelength infrared, LWIR) 검출을 위한 향상된 흡수 효율의 광 검출기(photodetector, PD) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photodetector and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a photodetector (PD) with improved absorption efficiency for detecting long-wavelength infrared (LWIR) rays and a method for manufacturing the same.
광 센싱은 다양한 센싱 분야에 응용되고 있다. 일반적으로, 중적외선(mid-wavelength infrared, MWIR)에 비해 원적외선은 저온 타겟을 검출하는 데 유리할 뿐만 아니라, 대기에서 흡수되지 않고, 안개, 구름, 연기 등을 잘 투과하며, 밝은 빛 이면의 물체를 감지하는 데에도 유리하다. 이러한 이유로, 최근, 원적외선을 이용하여, 저온 타겟을 검출하기 위한 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 원적외선을 이용하여 저온 타겟을 검출하는 기술은 군용의 탐색, 추적, 감시 및 정찰 등에 응용될 수 있다.Light sensing is applied to various sensing fields. In general, compared to mid-wavelength infrared (MWIR), far-infrared is not only advantageous for detecting low-temperature targets, but is not absorbed in the atmosphere, penetrates fog, clouds, smoke, etc., and can detect objects behind bright light. It is also useful for detection. For this reason, in recent years, studies have been conducted to detect low-temperature targets using far-infrared rays. For example, a technology for detecting a low-temperature target using far-infrared rays can be applied to military search, tracking, surveillance, and reconnaissance.
원적외선 검출을 위해, 광 검출기는 두꺼운 흡수층을 필요로 한다. 그러나, 흡수층이 두꺼울수록, 흡수층에 스트레인(strain)이 누적되어 결함이 발생될 수 있으며, 이로 인해 광 검출기의 성능이 저하될 수 있다. 아울러, 광 검출기를 카메라 형태에 적용 시, 광 검출기의 집적이 어려운 문제가 있다.For far-infrared detection, photodetectors require a thick absorbing layer. However, as the absorber layer is thicker, strain may accumulate in the absorber layer, resulting in defects, which may degrade the performance of the photodetector. In addition, when the photodetector is applied to a camera type, it is difficult to integrate the photodetector.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 성능 열화 없이 박막화될 수 있는 원적외선 검출을 위한 향상된 흡수 효율의 광 검출기 및 그의 제조 방법을 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a photodetector with improved absorption efficiency for detecting far-infrared rays that can be thinned without performance deterioration and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기는 원적외선을 흡수하기 위한 흡수층, 상기 흡수층의 일 면에 주기적인 구조로 배열되어 입사되는 원적외선을 상기 흡수층으로 전파시키기 위한 복수의 도파 소자를 포함하는 도파 모드층, 및 상기 흡수층의 다른 면에 배치되어 상기 흡수층으로부터 입사되는 원적외선을 반사시키기 위한 반사층을 포함한다.An optical detector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention includes an absorption layer for absorbing far-infrared rays, and a plurality of waveguide elements arranged in a periodic structure on one surface of the absorption layer to propagate incident far-infrared rays to the absorption layer. and a reflective layer disposed on the other side of the absorbing layer to reflect far-infrared rays incident from the absorbing layer.
상기 흡수층은 상기 복수의 도파 소자 사이의 오프닝으로 입사되는 원적외선, 상기 복수의 도파 소자로부터 전파되는 원적외선 및 상기 반사층에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. The absorption layer may absorb far-infrared rays incident through openings between the plurality of waveguide elements, far-infrared rays propagated from the plurality of waveguide elements, and far-infrared rays reflected from the reflection layer.
상기 복수의 도파 소자는 대기의 굴절률보다 높은 굴절률의 재료로 이루어질 수 있다. The plurality of waveguide elements may be made of a material having a refractive index higher than that of air.
상기 복수의 도파 소자는 실리콘 재료로 이루어질 수 있다. The plurality of waveguide elements may be made of a silicon material.
상기 반사층은 금속 재료로 이루어질 수 있다.The reflective layer may be made of a metallic material.
상기 흡수층은, 상기 도파 모드층과 결합되는 제1 n형 전극층, 상기 반사층 위에 배치되는 제2 n형 전극층, 상기 제1 n형 전극층과 상기 제2 n형 전극층 사이에 배치되는 활성층, 및 상기 활성층과 상기 제2 n형 전극층 사이에 배치되는 장벽층을 포함할 수 있다. The absorption layer may include a first n-type electrode layer coupled to the waveguide mode layer, a second n-type electrode layer disposed on the reflective layer, an active layer disposed between the first n-type electrode layer and the second n-type electrode layer, and the active layer. and a barrier layer disposed between the second n-type electrode layer.
상기 원적외선 검출을 위한 광 검출기는 상기 반사층, 상기 흡수층 및 상기 도파 모드층을 지지하기 위해 상기 반사층과 결합되는 기판을 더 포함할 수 있다.The photodetector for detecting far-infrared rays may further include a substrate coupled to the reflective layer to support the reflective layer, the absorbing layer, and the waveguide mode layer.
상기 기판은 흡수된 원적외선을 검출하기 위한 판독 집적 회로를 포함할 수 있다. The substrate may include a readout integrated circuit for detecting absorbed far infrared rays.
상기 도파 모드층은 상기 복수의 도파 소자 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기 단위로 구분되고, 상기 도파 모드층의 크기는 상기 복수의 주기 단위 각각의 너비, 상기 복수의 도파 소자 각각의 너비 및 상기 복수의 도파 소자 각각의 높이로 정의되고, 상기 복수의 주기 단위 각각에 대한 흡수율 스펙트럼 면적이 최대가 되도록 도파 소자 각각의 너비가 결정될 수 있다. The waveguide mode layer is divided into a plurality of period units defined around each of the plurality of waveguide elements, and the size of the waveguide mode layer is the width of each of the plurality of period units, the width of each of the plurality of waveguide elements, and the size of the waveguide mode layer. It is defined as the height of each of the plurality of waveguide elements, and the width of each of the waveguide elements may be determined such that an absorption spectrum area for each of the plurality of period units is maximized.
본 발명의 다른 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법은 원적외선을 흡수하기 위한 흡수층을 준비하는 단계, 상기 흡수층으로부터 입사되는 원적외선을 반사시키기 위한 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계, 및 상기 흡수층 상에 주기적인 구조로 배열되어 입사되는 원적외선을 상기 흡수층으로 전파시키기 위한 복수의 도파 소자를 포함하는 도파 모드층을 상기 흡수층 상에 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays according to another embodiment of the present invention includes preparing an absorption layer for absorbing far-infrared rays, combining the absorption layer on a reflection layer for reflecting far-infrared rays incident from the absorption layer, and and forming a waveguide mode layer on the absorption layer including a plurality of waveguide elements arranged in a periodic structure on the absorption layer to propagate incident far-infrared rays to the absorption layer.
상기 흡수층은 상기 복수의 도파 소자 사이의 오프닝으로 입사되는 원적외선, 상기 복수의 도파 소자로부터 전파되는 원적외선 및 상기 반사층에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. The absorption layer may absorb far-infrared rays incident through openings between the plurality of waveguide elements, far-infrared rays propagated from the plurality of waveguide elements, and far-infrared rays reflected from the reflection layer.
상기 복수의 도파 소자는 대기의 굴절률보다 높은 굴절률의 재료로 이루어질 수 있다. The plurality of waveguide elements may be made of a material having a refractive index higher than that of air.
상기 복수의 도파 소자는 실리콘 재료로 이루어질 수 있다. The plurality of waveguide elements may be made of a silicon material.
상기 반사층은 금속 재료로 이루어질 수 있다. The reflective layer may be made of a metallic material.
상기 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계는, 상기 흡수층 상에 제1 반사층을 형성하는 단계, 기판 상에 제2 반사층을 형성하는 단계, 및 상기 흡수층이 반전되도록 상기 제1 반사층을 상기 제2 반사층에 결합하여 상기 반사층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The combining of the absorption layer on the reflective layer may include forming a first reflective layer on the absorbing layer, forming a second reflective layer on a substrate, and inverting the first reflective layer onto the second reflective layer such that the absorbing layer is inverted. It may include forming the reflective layer by combining with.
상기 흡수층을 준비하는 단계는, 도너 기판 상에 상기 흡수층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계는, 상기 반사층 상에 결합된 상기 흡수층으로부터 상기 도너 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of preparing the absorber layer includes forming the absorber layer on the donor substrate, and the step of bonding the absorber layer on the reflective layer includes removing the donor substrate from the absorber layer bonded on the reflective layer. may further include.
상기 도너 기판 상에 상기 흡수층을 형성하는 단계는, 상기 도너 기판 상에 제1 n형 전극층을 형성하는 단계, 상기 제1 n형 전극층 상에 활성층을 형성하는 단계, 상기 활성층 상에 장벽층을 형성하는 단계, 및 상기 장벽층 상에 제2 n형 전극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Forming the absorption layer on the donor substrate may include forming a first n-type electrode layer on the donor substrate, forming an active layer on the first n-type electrode layer, and forming a barrier layer on the active layer. and forming a second n-type electrode layer on the barrier layer.
상기 도파 모드층은 상기 복수의 도파 소자 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기 단위로 구분되고, 상기 도파 모드층의 크기는 상기 복수의 주기 단위 각각의 너비, 상기 복수의 도파 소자 각각의 너비 및 상기 복수의 도파 소자 각각의 높이로 정의되고, 상기 복수의 주기 단위 각각에 대한 흡수율 스펙트럼 면적이 최대가 되도록 도파 소자 각각의 너비가 결정될 수 있다. The waveguide mode layer is divided into a plurality of period units defined around each of the plurality of waveguide elements, and the size of the waveguide mode layer is the width of each of the plurality of period units, the width of each of the plurality of waveguide elements, and the size of the waveguide mode layer. It is defined as the height of each of the plurality of waveguide elements, and the width of each of the waveguide elements may be determined such that an absorption spectrum area for each of the plurality of period units is maximized.
본 발명의 실시예들에 따르면, 광 검출기가 원적외선 검출을 위한 향상된 흡수 효율을 가질 수 있다. 이때, 흡수층이 도파 모드층 및 반사층의 도움으로, 향상된 흡수율을 가질 수 있다. 이로 인해, 흡수층의 두께가 얇더라도, 흡수층이 충분한 양의 원적외선을 흡수할 수 있다. 따라서, 성능 열화 없이 박막화된, 원적외선 검출을 위한 광 검출기가 구현될 수 있다. According to embodiments of the present invention, a photodetector may have improved absorption efficiency for far infrared ray detection. At this time, the absorption layer may have an improved absorption rate with the help of the waveguide mode layer and the reflection layer. For this reason, even if the thickness of the absorption layer is thin, the absorption layer can absorb a sufficient amount of far-infrared rays. Accordingly, a thin film photodetector for detecting far-infrared rays can be implemented without performance degradation.
아울러, 광 검출기는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 검출할 수 있다. 이때, 광 검출기는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 현저하게 낮은 신호대잡음비로 검출할 수 있다. 따라서, 광 검출기가 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선에 대해 더욱 향상된 흡수 효율을 가질 수 있다.In addition, the photodetector may detect far-infrared rays of a more extended wavelength band. In this case, the photodetector can detect far-infrared rays of a more extended wavelength band with a remarkably low signal-to-noise ratio. Accordingly, the photodetector may have improved absorption efficiency for far-infrared rays of a more extended wavelength band.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 성능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a side view illustrating a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are graphs for explaining performance of a photodetector according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention.
8 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 측면도이다. 1 is a side view illustrating a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기(100)는 원적외선을 검출하기 위한 것으로, 흡수층(110), 도파 모드층(120) 및 반사층(130)을 포함할 수 있다. 원적외선은 중적외선에 비해 저온 타겟을 검출하는 데 유리할 뿐 아니라, 대기에서 흡수되지 않고, 안개, 구름, 연기 등을 잘 투과하는 것과 같이 대기 환경에 유리하며, 밝은 빛 이면의 물체를 감지하는 데에도 유리하다. 여기서, 원적외선은 7 ㎛ 내지 12 ㎛의 파장 대역, 바람직하게는 8 ㎛ 내지 10 ㎛의 파장 대역을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
흡수층(110)은 검출될 원적외선을 흡수할 수 있다. 이때, 흡수층(110)에서 흡수되는 원적외선이 검출됨에 따라, 원적외선의 광 흡수 스펙트럼을 기반으로 타겟(물체)이 검출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 흡수층(110)은, 도 2 및 3을 참조하여 후술되는 바와 같이, nBn 구조로 구현될 수 있다. The
도파 모드층(120)은 흡수층(110)의 일 면에 배치될 수 있다. 다시 말해, 도파 모드층(120)은 흡수층(110) 위에 배치될 수 있으며, 대기 중에서 흡수층(110)으로 입사되는 원적외선의 경로 상에 배치될 수 있다. 흡수층(110)의 위는 흡수층(110)이 이루는 평면상의 위를 의미하며, 제3 방향(z)을 의미할 수 있다. 이하, 평면상은 제1 방향(x)과 제1 방향(x)에 직교하는 제2 방향(y)이 이루는 평면을 의미하고, 제3 방향(z)은 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)이 이루는 평면에 수직인 방향을 의미한다.The
도파 모드층(120)은 흡수층(110)에 대해 도파 모드 공진(guided-mode resonance, GMR) 흡수를 제공할 수 있다. 이를 위해, 도파 모드층(120)은 복수의 도파 소자(121)를 포함할 수 있다. 복수의 도파 소자(121)는 흡수층(110)의 일 면에서 주기적인 구조로 배열될 수 있다. 그리고, 복수의 도파 소자(121) 사이에는 오프닝(opening)(123)이 마련될 수 있다. 이때, 도파 모드층(120)은 도파 소자(121)의 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기(period) 단위로 구분될 수 있다. 복수의 도파 소자(121)는 대기 중에서 도파 소자(121)로 입사되는 원적외선을 흡수층(110)으로 전파시킬 수 있다. 이때, 도파 소자(121)는 입사되는 원적외선을 투과시킬 뿐만 아니라 회절시켜 흡수층(110)으로 전파시킬 수 있다. 이를 통해, 복수의 도파 소자(121)로부터 전파되는 원적외선 및 오프닝(123)들을 통해 대기 중으로부터 입사되는 원적외선을 기반으로, 흡수층(110)에서 도파 모드 공진 흡수가 일어날 수 있다. 여기서, 복수의 도파 소자(121)들은 높은 굴절률, 즉 대기의 굴절률보다 높고 흡수층(110)의 굴절률과 유사한 굴절률의 재료로 이루어질 수 있다. 그리고, 복수의 도파 소자(121)는 유전체(dielectric) 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 도파 소자(121)는 실리콘(silicon, Si) 재료로 이루어질 수 있으며, 실리콘 재료의 굴절률은 약 3.6일 수 있다.The guided-
반사층(130)은 흡수층(110)의 다른 면에 배치될 수 있다. 즉, 반사층(130)은 흡수층(110)의 아래에 배치될 수 있다. 반사층(130)은 흡수층(110)을 사이에 두고 도파 모드층(120)의 맞은 편에 배치될 수 있다. 반사층(130)은 흡수층(110)에 대해, 패브리-페로(Fabry-Perot) 공진 흡수를 제공할 수 있다. 즉, 반사층(130)은 흡수층(110)으로부터 반사층(130)으로 입사되는 원적외선을 반사시킬 수 있다. 이를 통해, 반사층(130)에서 반사되는 원적외선을 기반으로, 흡수층(110)에서 패브리-페로 공진 흡수가 일어날 수 있다. 반사층(130)은 높은 반사율의 금속 재료로 이루어질 수 있다.The
이와 같이, 흡수층(110)은 복수의 도파 소자(121) 사이의 오프닝(123)들을 통해 입사되는 원적외선, 복수의 도파 소자(121)로부터 전파되는 원적외선, 및 반사층(130)에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 이때, 흡수층(110)은 도파 모드 공진 흡수를 통해 오프닝(123)을 통해 입사되는 원적외선 및 복수의 도파 소자(121)로부터 전파되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 그리고, 흡수층(110)은 패브리-페로 공진 흡수를 통해, 반사층(130)에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 따라서, 흡수층(110)이 도파 모드층(120) 및 반사층(130)의 도움으로 향상된 흡수율을 가질 수 있다. 이로 인해, 흡수층(110)의 두께가 얇더라도, 흡수층(110)이 충분한 양의 원적외선을 흡수할 수 있다. As such, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 검출을 위한 광 검출기를 나타내는 단면도이다.2 is a perspective view illustrating a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view showing a photodetector for detecting far-infrared rays according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기(100)는 흡수층(110), 도파 모드층(120), 반사층(130) 및 기판(240)을 포함할 수 있다. 여기서, 흡수층(110), 도파 모드층(120) 및 반사층(130)은 도 1을 참조하여 상술된 바와 동일한 특징을 포함하므로 중복되는 설명은 생략한다. 이때, 도파 모드층(120)은 복수의 주기 단위로 구분되고, 주기 단위는 복수의 도파 소자(121)의 각각을 중심으로 정의될 수 있다. 즉, 주기 단위 각각에는 복수의 도파 소자(121) 중 하나가 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the
도파 모드층(120)의 크기는 제1 방향(x)으로의 너비와 제3 방향(z)으로의 높이로 정의될 수 있다. 즉, 도파 모드층(120)은 각 주기(period) 단위의 너비(P), 도파 소자(121)의 너비(width, W) 및 도파 소자(121)의 높이(height, H)로 정의될 수 있다. 여기서, 각 주기 단위는 단위 픽셀(unit pixel)을 구성할 수 있다. 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이, 각 주기 단위에 대해, 해당 주기 단위의 너비(P)와 해당 주기 단위 내의 도파 소자(121)의 너비(W)와 높이(H)가 정의될 수 있다. 도파 소자(121)의 너비(W)는 주기 단위의 너비(P)보다 작게 형성되고, 이에 따라 제1 방향(x)으로 인접하는 주기 단위 간에 오프닝(123)이 형성될 수 있다. 각 주기 단위의 제2 방향(y)으로의 너비는 제1 방향(x)으로의 너비(P)와 동일할 수 있으나, 실시예에 따라 각 주기 단위의 제2 방향(y)으로의 너비는 다양하게 조정될 수 있다. 이때, 도파 소자(121)의 제2 방향(y)으로의 길이는 주기 단위의 제2 방향(y)으로의 너비와 동일하게 형성될 수 있다. The size of the
기판(240)은 흡수층(110), 도파 모드층(120) 및 반사층(130)을 지지할 수 있다. 이를 위해, 기판(240)은 반사층(130)과 결합될 수 있다. 더욱 상세하게, 기판(240) 위에 반사층(130), 흡수층(110) 및 도파 모드층(120)이 순차적으로 적층될 수 있다. 기판(240)은 흡수층(110)에 흡수된 원적외선을 검출할 수 있는 판독 집적 회로(readout integrated circuit, ROIC)를 포함할 수 있다. 판독 집적 회로(ROIC)는 원적외선의 광 흡수 스펙트럼을 기반으로 타겟을 검출할 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 흡수층(110)은 도파 모드층(120)과 반사층(130) 사이에 배치되며, nBn 구조로 구현될 수 있다. 더욱 상세하게, 흡수층(110)은 제1 n형 전극층(n-contact layer)(211), 제2 n형 전극층(213), 활성층(active layer)(215) 및 장벽층(barrier layer)(217)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
제1 n형 전극층(211)은 도파 모드층(120)과 결합될 수 있다. 다시 말해, 제1 n형 전극층(211) 위에 도파 모드층(120) 즉, 도파 소자(121)가 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 n형 전극층(211)의 두께는 약 0.5 ㎛일 수 있다. 제1 n형 전극층(211)에는 바이어스 전압이 인가되고 정공이 추출될 수 있다.The first n-
제2 n형 전극층(213)은 반사층(130)과 결합될 수 있다. 다시 말해, 제2 n형 전극층(213)은 반사층(130) 위에 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 n형 전극층(213)의 두께는 약 0.1 ㎛일 수 있다. 제2 n형 전극층(213)에는 바이어스 전압이 인가되고 전자가 추출될 수 있다. The second n-
활성층(215)과 장벽층(217)은 제1 n형 전극층(211)과 제2 n형 전극층(213) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(215)은 제1 n형 전극층(211)과 결합될 수 있다. 다시 말해, 활성층(215)은 제1 n형 전극층(211)과 장벽층(217) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 활성층(215)의 두께는 약 1.8 ㎛일 수 있다. 활성층(215)은 빛을 흡수하여 전자와 정공의 페어를 형성하는 역할을 할 수 있다. The
장벽층(217)은 전자 블록킹을 통해 암전류(dark current)를 저감시키기 위한 것으로, 제2 n형 전극층(213)과 결합될 수 있다. 다시 말해, 장벽층(217)은 활성층(215)과 제2 n형 전극층(213) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 장벽층(217)의 두께는 약 0.3 ㎛일 수 있다. The
흡수층(110)에서 원적외선을 흡수함에 따라 발생하는 전류는 기판(240)의 판독 집적 회로(ROIC)에서 측정되어 흡수된 원적외선이 검출될 수 있다.A current generated by absorbing far-infrared rays in the
이하, 도 4 내지 6을 참조하여 원적외선의 S-편광 성분 및 P-편광 성분에 대한 광 검출기(100)의 성능에 대하여 설명한다.Hereinafter, the performance of the
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 성능을 설명하기 위한 그래프이다.4 to 6 are graphs for explaining performance of a photodetector according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)의 원적외선의 S-편광 성분 및 P-편광 성분에 대한 흡수율 스펙트럼을 나타내고 있고, 도 5는 도 4에서 S-편광 성분에 대한 흡수율 스펙트럼 면적(S)을 나타내고 있으며, 도 6은 흡수율 스펙트럼 면적(S)의 최대화를 위한 최적의 도파 소자(121)의 너비(W)를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 shows absorptivity spectra for the S-polarized component and P-polarized component of far infrared rays of the
도 4를 참조하면, 도파 모드층(120)을 포함하고 있는 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 검출할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 도파 모드층(120)이 흡수층(110) 상에 배치됨에 따라, 흡수층(110)이 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선에 대해 더욱 향상된 흡수율(A)을 가질 수 있다. 이때, 흡수층(110)은 원적외선의 S-편광 성분 및 P-편광 성분 모두에 대해 더욱 향상된 흡수율(A)을 가질 수 있다. 구체적으로, 도파 모드층(120)이 포함되지 않는 경우에는 검출 가능한 원적외선이 대략 8 ㎛ 내지 9 ㎛의 파장 대역인 반면, 도파 모드층(120)이 포함된 광 검출기(100)에서 검출 가능한 원적외선은 대약 8 ㎛ 내지 10 ㎛의 파장 대역을 나타내고 있다. 아울러, 광 검출기(100)는 도 4에 표현된 곡선과 같이, 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 현저하게 낮은 신호대잡음비(signal to noise ratio, SNR)로 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선에 대해 더욱 향상된 흡수 효율을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that the
광 검출기(100)에서의 원적외선에 대한 흡수율 스펙트럼 면적(S)은 수학식 1과 같이 원적외선에 대한 흡수율(A)을 기반으로 계산될 수 있다. The absorptance spectral area (S) for far-infrared rays in the
여기서, S는 흡수율 스펙트럼 면적을 나타내고, A는 흡수율을 나타내고, λ는 파장 대역, 즉 λ1 내지 λ2의 파장 대역으로 정의될 수 있다. Here, S represents an absorptivity spectrum area, A represents an absorptivity, and λ may be defined as a wavelength band, that is, a wavelength band of λ 1 to λ 2 .
광 검출기(100)에서 더욱 확장된 파장 대역이 검출됨에 따라 흡수율(A)도 향상되므로, 흡수율 스펙트럼 면적(S)도 확대될 것이다. 일 예로, 광 검출기(100)는 S-편광 성분에 대해, 도 5에 예시된 바와 같은 흡수율 스펙트럼 면적(S)을 가질 것이다. Since the absorption rate (A) is also improved as a more expanded wavelength band is detected by the
따라서, 최적화 시뮬레이션을 통해, 흡수율 스펙트럼 면적(S)의 최대화를 위한 도파 모드층(120)의 크기가 계산될 수 있다. 즉, 흡수율 스펙트럼 면적(S)이 최대일 때의, 주기 단위의 너비(P), 도파 소자(121)의 너비(W)와 도파 소자(121)의 높이(H)가 계산될 수 있다. 이때, 도파 소자(121)의 너비(W)는 주기 단위의 너비(P)와 주기 단위 각각에 대한 도파 소자(121) 각각의 충전율(fill factor)의 곱으로 표현될 수 있다. 이에, 주기 단위의 너비(P)와 도파 소자(121)의 충전율을 기반으로, 도 6에 도시된 바와 같이 최적의 도파 소자(121)의 너비(W)가 검출될 수 있다. 즉, 주기 단위의 너비(P)에 대해 흡수율 스펙트럼 면적(S)의 최대가 되도록 도파 소자(121)의 너비(W)가 결정될 수 있다. Accordingly, the size of the
이하, 도 7 내지 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention. 8 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a photodetector according to an embodiment of the present invention.
도 7 내지 12를 참조하면, 흡수층(110)을 준비한다(S710). 일 실시예로, 흡수층(110)은 nBn 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 8에 예시한 바와 같이, 흡수층(110)은 도너 기판(donor substrate)(810) 상에 형성될 수 있다. 제1 n형 전극층(211)이 도너 기판(810) 상에 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 n형 전극층(211)의 두께는 약 0.5 ㎛일 수 있다. 그리고, 활성층(215)이 제1 n형 전극층(211) 상에 형성될 수 있다. 일 예로, 활성층(215)의 두께는 약 1.8 ㎛일 수 있다. 그리고, 장벽층(217)이 활성층(215) 상에 형성될 수 있다. 일 예로, 장벽층(217)의 두께는 약 0.3 ㎛일 수 있다. 그리고, 제2 n형 전극층(213)이 장벽층(217) 상에 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 n형 전극층(213)의 두께는 약 0.1 ㎛일 수 있다.7 to 12, the
다음으로, 흡수층(110)을 반사층(130) 상에 결합한다(S720). 구체적으로, 도 9에 예시한 바와 같이, 흡수층(110) 상에 제1 반사층(831)이 형성되고, 기판(240) 상에 제2 반사층(833)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 반사층(831)과 제2 반사층(833)은 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 반사층(831)과 제2 반사층(833)은 높은 반사율의 금속 재료로 이루어질 수 있다. 한편, 기판(240)은 판독 집적 회로(ROIC)를 포함할 수 있다. 그리고, 흡수층(110)이 반전되도록 제1 반사층(831)을 제2 반사층(833)에 결합할 수 있다. 이를 통해, 도 10에 예시된 바와 같이, 제1 반사층(831)과 제2 반사층(833)이 결합된 반사층(130)이 기판(240) 상에 형성되고, 흡수층(110)이 반사층(130) 상에 배치될 수 있다. 이후, 도 11에 예시된 바와 같이, 흡수층(110)으로부터 도너 기판(810)이 제거될 수 있다. 이를 통해, 흡수층(110)의 일 면이 노출될 수 있다. Next, the
다음으로, 흡수층(110) 상에 도파 모드층(120)을 형성한다(S730). 구체적으로, 도 12에 예시된 바와 같이, 복수의 도파 소자(121)가 흡수층(110) 상에 형성될 수 있다. 복수의 도파 소자(121)는 흡수층(110)의 일 면에 주기적인 구조로 배열될 수 있고, 복수의 도파 소자(121) 사이에는 오프닝(123)이 마련될 수 있다. 이때, 도파 모드층(120)은 도파 소자(121) 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기 단위로 구분될 수 있다. 도파 모드층(120)의 크기는 주기 단위의 너비(P), 도파 소자(121)의 너비(W) 및 도파 소자(121)의 높이(H)로 정의될 수 있다. 복수의 주기 단위 각각에서 도파 소자(121) 각각을 통해 검출될 원적외선의 파장에 대한 흡수율이 최대화되도록 도파 모드층(120)의 크기가 결정될 수 있다. 도파 소자(121)는 높은 굴절률, 즉 대기의 굴절률보다 높고, 흡수층(110)의 굴절률과 유사한 굴절률의 재료로 이루어질 수 있다. 그리고, 도파 소자(121)는 유전체 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도파 소자(121)는 실리콘(Si) 재료로 이루어질 수 있으며, 실리콘 재료의 굴절률은 약 3.6일 수 있다. Next, the
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)가 제조될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광 검출기(100)의 작동 시, 도파 모드층(120)은 흡수층(110)에 대해, 도파 모드 공진 흡수를 제공하고, 반사층(130)은 흡수층(110)에 대해, 패브리-페로 공진 흡수를 제공할 수 있다. 이를 통해, 흡수층(110)은 도파 소자(121) 사이의 오프닝(123)을 통해 입사되는 원적외선, 도파 소자(121)로부터 전파되는 원적외선, 및 반사층(130)에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 이때, 흡수층(110)은 도파 모드 공진 흡수를 통해, 오프닝(123)들을 통해 입사되는 원적외선 및 도파 소자(121)로부터 전파되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 그리고, 흡수층(110)은 패브리-페로 공진 흡수를 통해, 반사층(130)에서 반사되는 원적외선을 흡수할 수 있다. 따라서, 흡수층(110)은 도파 모드층(120) 및 반사층(130)의 도움으로 향상된 흡수 효율을 가질 수 있다. 이로 인해, 흡수층(110)의 두께가 얇더라도, 흡수층(110)이 충분한 양의 원적외선을 흡수할 수 있다.Accordingly, the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광 검출기(100)는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 검출할 수 있다. 구체적으로, 광 검출기(100)에서 검출 가능한 원적외선은 8 ㎛ 내지 10 ㎛의 파장 대역을 나타낼 수 있다. 아울러, 광 검출기(100)는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선을 현저하게 낮은 신호대잡음비로 검출할 수 있다. 따라서, 광 검출기(100)는 더욱 확장된 파장 대역의 원적외선에 대해 더욱 향상된 흡수 효율을 가질 수 있다.Therefore, the
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(물리적으로 또는 기능적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the embodiment. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" may modify the elements in any order or importance, and are used only to distinguish one element from another. The components are not limited. When a (e.g., first) element is referred to as being “(physically or functionally) connected” or “connected” to another (e.g., second) element, that element is referred to as the other element. It may be directly connected to the element or connected through another component (eg, a third component).
다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each of the components described above may include a single entity or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration. According to various embodiments, the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The drawings and detailed description of the present invention referred to so far are only examples of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the scope of the present invention described in the meaning or claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 광 검출기 110: 흡수층
120: 도파 모드층 121: 도파 소자
123: 오프닝 130: 반사층
211: 제1 n형 전극층 213: 제2 n형 전극층
215: 활성층 217: 장벽층
240: 기판 810: 도너 기판
831: 제1 반사층 833: 제2 반사층100: photodetector 110: absorption layer
120: waveguide mode layer 121: waveguide element
123: opening 130: reflective layer
211: first n-type electrode layer 213: second n-type electrode layer
215: active layer 217: barrier layer
240: substrate 810: donor substrate
831: first reflective layer 833: second reflective layer
Claims (18)
상기 흡수층의 일 면에 주기적인 구조로 배열되어 입사되는 원적외선을 상기 흡수층으로 전파시키기 위한 복수의 도파 소자를 포함하는 도파 모드층; 및
상기 흡수층의 다른 면에 배치되어 상기 흡수층으로부터 입사되는 원적외선을 반사시키기 위한 반사층을 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기. an absorption layer for absorbing far infrared rays;
a waveguide mode layer including a plurality of waveguide elements arranged in a periodic structure on one surface of the absorption layer to propagate incident far-infrared rays to the absorption layer; and
A photodetector for detecting far-infrared rays comprising a reflection layer disposed on the other surface of the absorption layer to reflect far-infrared rays incident from the absorption layer.
상기 흡수층은 상기 복수의 도파 소자 사이의 오프닝으로 입사되는 원적외선, 상기 복수의 도파 소자로부터 전파되는 원적외선 및 상기 반사층에서 반사되는 원적외선을 흡수하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기. According to claim 1,
The absorbing layer absorbs far infrared rays incident to openings between the plurality of waveguide elements, far infrared rays propagated from the plurality of waveguide elements, and far infrared rays reflected from the reflective layer.
상기 복수의 도파 소자는 대기의 굴절률보다 높은 굴절률의 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기. According to claim 1,
The plurality of waveguide elements are made of a material having a higher refractive index than the refractive index of the air.
상기 복수의 도파 소자는 실리콘 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 3,
The plurality of waveguide elements are made of a silicon material and a photodetector for detecting far-infrared rays.
상기 반사층은 금속 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 1,
The reflective layer is a photodetector for detecting far-infrared rays made of a metal material.
상기 흡수층은,
상기 도파 모드층과 결합되는 제1 n형 전극층;
상기 반사층 위에 배치되는 제2 n형 전극층;
상기 제1 n형 전극층과 상기 제2 n형 전극층 사이에 배치되는 활성층; 및
상기 활성층과 상기 제2 n형 전극층 사이에 배치되는 장벽층을 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 1,
The absorbent layer,
a first n-type electrode layer coupled to the waveguide mode layer;
a second n-type electrode layer disposed on the reflective layer;
an active layer disposed between the first n-type electrode layer and the second n-type electrode layer; and
A photodetector for detecting far-infrared rays comprising a barrier layer disposed between the active layer and the second n-type electrode layer.
상기 반사층, 상기 흡수층 및 상기 도파 모드층을 지지하기 위해 상기 반사층과 결합되는 기판을 더 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 1,
The photodetector for detecting far-infrared rays further comprises a substrate combined with the reflection layer to support the reflection layer, the absorption layer, and the waveguide mode layer.
상기 기판은 흡수된 원적외선을 검출하기 위한 판독 집적 회로를 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 7,
The substrate is a photodetector for detecting far-infrared rays including a readout integrated circuit for detecting absorbed far-infrared rays.
상기 도파 모드층은 상기 복수의 도파 소자 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기 단위로 구분되고,
상기 도파 모드층의 크기는 상기 복수의 주기 단위 각각의 너비, 상기 복수의 도파 소자 각각의 너비 및 상기 복수의 도파 소자 각각의 높이로 정의되고, 상기 복수의 주기 단위 각각에 대한 흡수율 스펙트럼 면적이 최대가 되도록 도파 소자 각각의 너비가 결정되는 원적외선 검출을 위한 광 검출기.According to claim 1,
The waveguide mode layer is divided into a plurality of period units defined around each of the plurality of waveguide elements,
The size of the waveguide mode layer is defined by the width of each of the plurality of period units, the width of each of the plurality of waveguide elements, and the height of each of the plurality of waveguide elements, and the absorption spectrum area for each of the plurality of period units is the maximum. A photodetector for detecting far-infrared rays in which the width of each waveguide element is determined so that
상기 흡수층으로부터 입사되는 원적외선을 반사시키기 위한 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계; 및
상기 흡수층 상에 주기적인 구조로 배열되어 입사되는 원적외선을 상기 흡수층으로 전파시키기 위한 복수의 도파 소자를 포함하는 도파 모드층을 상기 흡수층 상에 형성하는 단계를 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.preparing an absorption layer for absorbing far infrared rays;
bonding the absorption layer to a reflection layer for reflecting far infrared rays incident from the absorption layer; and
A method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, comprising forming a waveguide mode layer including a plurality of waveguide elements arranged in a periodic structure on the absorption layer to propagate incident far-infrared rays to the absorption layer, on the absorption layer. .
상기 흡수층은 상기 복수의 도파 소자 사이의 오프닝으로 입사되는 원적외선, 상기 복수의 도파 소자로부터 전파되는 원적외선 및 상기 반사층에서 반사되는 원적외선을 흡수하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 10,
The absorbing layer absorbs far-infrared rays incident to the openings between the plurality of waveguide elements, far-infrared rays propagated from the plurality of waveguide elements, and far-infrared rays reflected from the reflection layer.
상기 복수의 도파 소자는 대기의 굴절률보다 높은 굴절률의 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법. According to claim 10,
The method of manufacturing a photodetector for detecting far infrared rays, wherein the plurality of waveguide elements are made of a material having a refractive index higher than that of air.
상기 복수의 도파 소자는 실리콘 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 12,
The method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, wherein the plurality of waveguide elements are made of a silicon material.
상기 반사층은 금속 재료로 이루어지는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 10,
The method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, wherein the reflective layer is made of a metal material.
상기 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계는,
상기 흡수층 상에 제1 반사층을 형성하는 단계;
기판 상에 제2 반사층을 형성하는 단계; 및
상기 흡수층이 반전되도록 상기 제1 반사층을 상기 제2 반사층에 결합하여 상기 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 10,
The step of combining the absorption layer on the reflection layer,
forming a first reflection layer on the absorption layer;
forming a second reflective layer on the substrate; and
and combining the first reflective layer with the second reflective layer to invert the absorption layer to form the reflective layer.
상기 흡수층을 준비하는 단계는,
도너 기판 상에 상기 흡수층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 반사층 상에 상기 흡수층을 결합하는 단계는,
상기 반사층 상에 결합된 상기 흡수층으로부터 상기 도너 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 15,
Preparing the absorber layer,
Forming the absorber layer on a donor substrate;
The step of combining the absorption layer on the reflection layer,
The method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, further comprising the step of removing the donor substrate from the absorption layer bonded to the reflection layer.
상기 도너 기판 상에 상기 흡수층을 형성하는 단계는,
상기 도너 기판 상에 제1 n형 전극층을 형성하는 단계;
상기 제1 n형 전극층 상에 활성층을 형성하는 단계;
상기 활성층 상에 장벽층을 형성하는 단계; 및
상기 장벽층 상에 제2 n형 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 16,
Forming the absorption layer on the donor substrate,
forming a first n-type electrode layer on the donor substrate;
forming an active layer on the first n-type electrode layer;
forming a barrier layer on the active layer; and
A method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, comprising forming a second n-type electrode layer on the barrier layer.
상기 도파 모드층은 상기 복수의 도파 소자 각각을 중심으로 정의되는 복수의 주기 단위로 구분되고,
상기 도파 모드층의 크기는 상기 복수의 주기 단위 각각의 너비, 상기 복수의 도파 소자 각각의 너비 및 상기 복수의 도파 소자 각각의 높이로 정의되고, 상기 복수의 주기 단위 각각에 대한 흡수율 스펙트럼 면적이 최대가 되도록 도파 소자 각각의 너비가 결정되는 원적외선 검출을 위한 광 검출기의 제조 방법.According to claim 10,
The waveguide mode layer is divided into a plurality of period units defined around each of the plurality of waveguide elements,
The size of the waveguide mode layer is defined by the width of each of the plurality of period units, the width of each of the plurality of waveguide elements, and the height of each of the plurality of waveguide elements, and the absorption spectrum area for each of the plurality of period units is the maximum. A method of manufacturing a photodetector for detecting far-infrared rays, in which the width of each waveguide element is determined so that
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