| 요약 |
본 발명은 소비전력 및 암전류가 감소된 실리콘 광전자 증배관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 1012-1016㎝-3의 도핑 농도를 갖는 p 전도성 타입의 기판을 포함하고, 마이크로 픽셀들로 구성된 실리콘 광전자 증배관에 있어서, 상기 각각의 마이크로 픽셀은, (1) 상기 p 전도성 타입의 기판 위에 형성되며, 1017-1018㎝-3의 도핑 농도를 갖는 p+ 전도성 타입 층; (2) 상기 p+ 전도성 타입 층 위에 형성되며, 1020-1021㎝-3의 도핑 농도를 갖는 n+ 전도성 타입 층; (3) PN 역 바이어스 전압을 인가하기 위한 전압 공급 버스; (4) 실리콘 옥사이드 층 위에 위치하며, 상기 n+ 전도성 타입의 층을 상기 전압 공급 버스와 연결시키는 폴리실리콘 저항기 및; (5) 다른 마이크로 픽셀들과 전기적으로 분리시키기 위한 분리 요소를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.또한, 1012-1016㎝-3의 도핑 농도를 갖는 p 전도성 타입의 기판을 포함하고, 마이크로 픽셀들로 구성된 실리콘 광전자 증배관에 있어서, 상기 각각의 마이크로 픽셀은, (1) 상기 p 전도성 타입의 기판 위에 형성되며, 상기 p 전도성 타입의 기판의 도핑 농도와 동일 농도 범위를 갖는 p 전도성 타입의 에피텍시 층; (2) 상기 에피텍시 층에 형성되며, 1017-1018㎝-3의 도핑 농도를 갖는 p+ 전도성 타입 층; (3) 상기 p+ 전도성 타입 층 위에 형성되며, 1020-1021㎝-3의 도핑 농도를 갖는 n+ 전도성 타입 층; (4) PN 역 바이어스 전압을 인가하기 위한 전압 공급 버스; (5) 실리콘 옥사이드 층 위에 위치하며, 상기 n+ 전도성 타입의 층을 상기 전압 공급 버스와 연결시키는 폴리실리콘 저항기 및; (6) 다른 마이크로 픽셀들과 전기적으로 분리시키기 위한 분리 요소를 포함하는 것을 그 구성상의 또 다른 특징으로 한다.본 발명의 소비전력 및 암전류가 감소된 실리콘 광전자 증배관에 따르면, 기존의 실리콘 광전자 증배관에서 사용된 1018~1020cm-3 정도의 고농도 p 전도성 타입 실리콘 기판을 이용하지 않고, 1012~1016cm-3의 도핑 농도를 갖는 p 전도성 타입 실리콘 기판 위에, 별도의 에피택시 층을 형성시키지 않고, 실리콘 광전자 증배관을 이루고 있는 마이크로 픽셀을 구성하는 PN 접합을 형성하거나, 또는 1012~1016cm-3의 도핑 농도를 갖는 p 전도성 타입 실리콘 기판 위에, 동일 농도 범위의 에피택시 층을 형성한 다음, 에피택시 층 내에서 PN 접합을 형성함으로써, 고농도(저저항) 기판에 의해 생성되는 암전류 비율 및 기판과 에피택시 층의 경계면에서 발생하는 높은 전기장에 의해 생성되는 암전류 비율을 줄이는 것이 가능해진다. 또한 실리콘 광전자 증배관 내의 각 마이크로 픽셀을 전기적으로 분리하는 역할을 하는 트렌치를 형성할 때, 트렌치의 끝 모서리를 둥글게 만들어, 모서리 부분에 생성되는 높은 전기장을 제거하며, 그에 더해 실리콘 광전자 증배관 내의 모든 마이크로 픽셀을 포함하는 영역 내에 가드링을 형성함으로써, 암전류 비율을 줄이는 것이 가능해진다. 마지막으로 실리콘 광전자 증배관의 각 마이크로 픽셀 내의 PN 접합을 구성하는 p+ 및 n+ 전도성 타입 층의 도핑 농도, 넓이 및 침투 깊이 등을 조절하여, 10~20V 정도의 저전압에서 동작하는 것이 가능해진다.
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