KR101098165B1 - 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관 - Google Patents
전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서 제안하고 있는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관에 따르면, 트렌치 전극과 수직으로 형성된 PN-접합층을 구비하고, 그 사이에 역 바이어스를 가하여 전기장이 수평으로 형성되도록 함으로써, 자외선이 PN-접합층까지 들어가지 않고 표면으로 얇게 입사되어도 트렌치 전극과 PN-접합층 사이에 형성된 전기장에 의해 전자-정공 짝이 형성되어 애벌런치 방전이 발생하도록 하고, 또한 적외선이 깊이 입사되어도 PN-접합층의 전기장에 반응함으로써 전 파장 대(200~900㎚)에서 양자효율을 극대화시킬 수 있다.
Description
도 2는 실리콘 광전자 증배관의 에피택시층 내의 전기장 분포 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 마이크로 픽셀의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직구조의 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 마이크로 픽셀의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직구조의 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 마이크로 픽셀의 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직구조의 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 트렌치 전극의 배치를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직구조의 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 트렌치 전극의 배치를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직구조의 실리콘 광전자 증배관을 구성하는 트렌치 전극의 배치를 나타내는 도면.
30: 자외선 100: 실리콘 광전자 증배관
110: 마이크로 픽셀 120: PN-접합층
130: 에피텍시층 140: 기판
200: 기판 300: 에피텍시층
400: PN-접합층 410: n+ 전도성 타입층
420: p 전도성 타입층 500: 트렌치 전극
600: 마이크로 픽셀
Claims (9)
- 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관(Silicon Photomultipler)으로서,
가이거 모드에서 동작하는 다수의 마이크로 픽셀;
상기 마이크로 픽셀 주위에 배치되는 트렌치 전극; 및
상기 마이크로 픽셀 및 상기 트렌치 전극이 안착되는 동시에 외부로 연결되도록 부분적으로 개방된 상태의 기판을 포함하여, 상기 트렌치 전극과 상기 마이크로 픽셀 사이에 역 바이어스를 가함으로써 전기장이 기판과 수평으로 형성되며,
상기 마이크로 픽셀은,
p 전도성 타입의 에피택시층; 및
상기 에피택시층 내부에 상기 에피택시층과 수직을 포함하는 비수평으로 형성되는 PN-접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 PN-접합층은,
p 전도성 타입층; 및
상기 p 전도성 타입층의 바깥쪽에 배치되는 n+ 전도성 타입층
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제3항에 있어서, 상기 PN-접합층은,
상기 n+ 전도성 타입층의 두께가 상기 p 전도성 타입층의 두께보다 2㎛ 두꺼운 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제1항에 있어서, 상기 PN-접합층은,
일자 구조, U자 구조, V자 구조 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제1항에 있어서, 상기 PN-접합층은,
높이가 10㎛인 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제1항에 있어서, 상기 트렌치 전극은,
금속을 증착하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제1항에 있어서, 상기 트렌치 전극은,
상기 마이크로 픽셀 주위에 정사각형 둘레, 정사각형 모서리, 육각형 모서리 중 어느 한 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
- 제1항에 있어서, 상기 트렌치 전극은,
높이가 10~13㎛인 것을 특징으로 하는, 것을 특징으로 하는, 전 파장 대의 양자효율이 우수한 수직구조의 실리콘 광전자 증배관.
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