다결정 실리콘 박막으로 구성된 Metal-Semiconductor-Metal 광검출기의 제조

이재성; 최경근

doi:https://doi.org/10.4313/JKEM.2017.30.5.276

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이재성 (위덕대학교) 최경근 (포항공과대학교)

저널정보: 한국전기전자재료학회 전기전자재료학회논문지 전기전자재료학회논문지 제30권 제5호

발행연도: 2017.5

수록면: 276 - 283 (8page)

DOI: https://doi.org/10.4313/JKEM.2017.30.5.276

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본 연구에서는 금속-다결정 실리콘-금속(MSM) 구조를 갖는 광 검출기 제조에 대한 새로운 방법을 제시하였다. 또한 제조된 소자의 광 응답 특성을 조사하여 센서 응용 시스템에 응용하고자 한다. 일반적인 반도체 제조 공정 중에서 본 연구에서는 금속-다결정 실리콘의 안정된 접촉을 위한 금속 alloy 열처리, 광 흡수가 일어나는 다결정 실리콘에 대한 후속 열처리 및 다결정 실리콘내 결함 밀도를 줄이기 위한 부동태화 공정에 초점을 두고 있다. 온도가 400 °C 인 금속 alloy 열처리 공정을 통해서 가장 안정된 금속-다결정 실리콘 Schottky 접촉을 보였으며 광 검출기의 암전류가 낮게 측정되었다. 다결정 실리콘의 후속 열처리 공정인 급속 열처리(RTA) 또는 900 °C의 furnace 열처리를 통해서 다결정 실리콘은 우수한 광 흡수 특성을 보였다. 또한, 부동태화 공정을 위해서 수소 이온 주입을 행하였으며, 이를 통해 다결정 실리콘 내에 안정된 수소 결합을 형성할 수 있었다. 최종적으로, 제조된 광 검출기는 우수한 감도 계수 및 낮은 암전류 등의 특성을 나타내어 앞으로의 센서 시스템에 응용할 수 있을 것으로 판단된다.

#MSM photodetector #Polysilicon #Dark current #Photocurrent #Sensitivity

참고문헌 (14)

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M. Siegert / 1998 / Efficient optical coupling between a polymeric waveguide and an ultrafast silicon MSM photodiode / IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 4(6):970~974

김준동 / 2016 / SnS 기반의 고성능 투명 UV 광검출기 / 전기전자재료학회논문지 29(7):445~448

Cha-Shin Lin / 2003 / High-sensitivity planar Si-based MSM photodetector with very thin amorphous silicon-alloy quantum-well-like barrier layers / IEEE Photonics Technology Letters 15(7):966~968

R.P. MacDonald / 1999 / MSM photodetector fabricated on polycrystalline silicon / IEEE Photonics Technology Letters 11(1):108~110

Robert Pownall / 2010 / AC Performance of Polysilicon Leaky-Mode MSM Photodetectors / Journal of Lightwave Technology 28(18):2724~2729

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