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레이저 레이다 영상 신호를 검출 및 출력하기 위한 레이저 영상 신호용 광 검출기 어레이 집적 회로에 있어서,
입사광 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 포토 다이오드와 상기 포토 다이오드의 전기 에너지를 전기 신호로 선택 변환하는 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터를 각각 구비하는 다수개의 광 검출 픽셀;
상기 다수개의 광 검출 픽셀로부터 전송되는 전기 신호의 출력 여부를 제어하는 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터를 구비하는 출력 제어 회로; 및
상기 포토 다이오드의 n 전극과 상기 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 에미터 전극간, 상기 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 전극과 상기 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 에미터 전극간을 전기적으로 연결하는 금속 배선을 포함하며,
상기 포토 다이오드, 상기 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터 및 상기 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터는 반절연 InP 기판 웨이퍼의 동일 평면상에서 단일 칩 집적형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 영상 신호용 광 검출기 어레이 집적 회로
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제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터는
반절연 InP 기판 웨이퍼 상에 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층 위에 형성된 서브 컬렉터;
상기 서브 컬렉터의 중앙 영역위에 형성된 컬렉터;
상기 컬렉터 위에 형성된 베이스;
상기 베이스의 중심 영역위에 형성된 에미터;
상기 에미터 위에 형성된 오믹층;
상기 오믹층 위에 형성된 에미터 전극;
상기 베이스의 양 가장자리 영역위에 형성된 베이스 전극; 및
상기 서브 컬렉터의 양 가장자리 영역위에 형성된 컬렉터 전극;
상기 포토 다이오드와의 표면 패드 및 금속선 연결 배선을 위해 상기 반절연 InP 기판 웨이퍼 상에 도포된 폴리이미드; 및
상기 폴리이미드 위에 상기 에미터, 베이스 및 컬렉터 전극 각각과 전기적으로 연결되도록 형성된 표면 패드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 광 검출기 어레이 집적 회로
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제2항에 있어서,
상기 에미터 전극, 상기 베이스 전극 및 상기 컬렉터 전극 각각은 Ti/Pt/Au으로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제2항에 있어서,
상기 버퍼층은 n+-InP으로 구현되고, 상기 서브 컬렉터는 n+-InGaAs로 구현되고, 상기 컬렉터는 i-InGaAs로 구현되고, 상기 베이스는 p+-InGaAs로 구현되고, 상기 에미터는 n+-InP으로 구현되고, 상기 오믹층은 n+-InGaAs로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제2항에 있어서,
상기 에미터, 베이스 및 컬렉터 전극과 상기 표면 패드들간은 상기 폴리이미드를 관통하도록 형성된 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제2항에 있어서, 상기 포토 다이오드는
상기 반절연 InP 기판 웨이퍼 위에 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층 위에 형성된 n 층;
상기 n 층의 중앙 영역위에 형성된 흡수층;
상기 흡수층 위에 형성된 p 층;
상기 p 층의 가장자리 영역위에 형성된 p 전극;
상기 n 층의 양 가장자리 영역위에 형성된 n 전극;
상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 표면 패드 및 금속선 연결 배선을 위해 상기 반절연 InP 기판 웨이퍼 위에 도포된 폴리이미드; 및
상기 폴리이미드 위에 상기 p 전극 및 n 전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 표면 패드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제6항에 있어서,
상기 p 전극 및 상기 n 전극은 Ti/Pt/Au으로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제6항에 있어서,
상기 버퍼층은 n+-InP으로 구현되고, 상기 n 층은 n+-InGaAs로 구현되고, 상기 흡수층은 i-InGaAs로 구현되고, 상기 p 층은 p+-InGaAs로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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제6항에 있어서,
상기 p 및 n 전극과 상기 표면 패드들간은 상기 폴리이미드를 관통하도록 형성된 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자
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반절연 InP 기판 웨이퍼 상에 입사광 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드의 전기 신호를 선택 변환하는 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터와, 상기 전기 신호의 출력 여부를 제어하기 위한 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 제1 단계;
상기 반절연 InP 기판 웨이퍼 상에 폴리이미드를 도포하여 상기 포토 다이오드와 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터간의 단층을 맞추는 제2 단계; 및
상기 폴리이미드위에 상기 포토 다이오드와 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 전극 각각과 전기적으로 연결되는 표면 패드들을 형성하는 제3 단계;
상기 포토 다이오드의 n 전극의 표면 패드와 상기 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 에미터 전극의 표면 패드간, 상기 제1 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 전극의 표면 패드와 상기 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 에미터 전극의 표면 패드간을 전기적으로 연결하는 금속 배선을 상기 폴리이미드위에 형성하는 제4 단계를 포함하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자의 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 제1 단계는
상기 반절연 InP 기판 웨이퍼에 n+-InP, n+-InGaAs, i-InGaAs, p+-InGaAs, n+-InP 및 n+-InGaAs 결정구조를 순차적으로 성장시키는 단계;
상기 n+-InGaAs 상에 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터 각각의 에미터 전극을 형성하는 단계;
상기 n+-InP 및 상기 n+-InGaAs를 일부분 식각하여 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터 각각의 에미터 및 오믹층을 형성하는 단계;
상기 p+-InGaAs 상에 상기 에미터로부터 소정 거리 이격되도록 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터 각각의 베이스 전극을 형성함과 동시에 상기 포토 다이오드의 p 전극을 형성하는 단계;
상기 i-InGaAs 및 상기 p+-InGaAs를 일부분 식각하여 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터 각각의 베이스층 및 컬렉터층과 상기 포토 다이오드의 광 흡수층과 P층을 형성하는 단계;
상기 n+-InGaAs상에 상기 베이스층으로부터 소정 거리 이격되도록 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터 각각의 컬렉터 전극 패드를 증착함과 동시에 상기 광 흡수층으로부터 소정거리 이격되도록 상기 포토 다이오드의 n 전극을 형성하는 단계; 및
상기 n+-InP 및 n+-InGaAs를 일부분 식각하여 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터와 상기 포토 다이오드의 형성 영역을 공간적으로 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자의 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 제3 단계는
상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터와 상기 포토 다이오드의 표면 패드 형성을 위해서 모든 전극 위에 도포된 상기 폴리이미드를 관통하도록 비아를 형성하는 단계;
상기 포토 다이오드에 빛이 입사되는 영역에 도포된 상기 폴리이미드를 식각 제거함으로써 표면 입사형 포토 다이오드를 구현하는 단계; 및
상기 비아위에 상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터와 상기 포토 다이오드의 모든 전극 각각과 전기적으로 연결되는 표면 패드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자의 제조 방법
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제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이종접합 바이폴라 트랜지스터와 상기 포토 다이오드의 모든 전극은 Ti/Pt/Au으로 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 레이다 영상 신호용 출력제어 회로 집적 광 검출기 어레이 집적 소자의 제조 방법
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