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KR101084940B1 - 실리콘 광전자 증배관 - Google Patents

실리콘 광전자 증배관 Download PDF

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KR101084940B1
KR101084940B1 KR1020090091859A KR20090091859A KR101084940B1 KR 101084940 B1 KR101084940 B1 KR 101084940B1 KR 1020090091859 A KR1020090091859 A KR 1020090091859A KR 20090091859 A KR20090091859 A KR 20090091859A KR 101084940 B1 KR101084940 B1 KR 101084940B1
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KR
South Korea
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type
conductive layer
type conductive
silicon
layer
Prior art date
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KR1020090091859A
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안성용
권경수
고채동
Original Assignee
삼성전기주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 실리콘 광전자 증배관에 관련된 것으로서, 제1 타입 실리콘기판, 상기 제1 타입 실리콘기판 상에 형성된 제1 타입 에피텍시얼층, 상기 제 1타입 에피텍시얼층 상에 형성된 제1 타입 전도층, 및 상기 제1 타입 전도층 상에 형성된 제2 타입 전도층을 포함하여 구성된 셀, 인접하는 상기 셀이 분리되도록 상기 셀 사이에 위치하는 분리요소, 및 상기 제2 타입 전도층의 상면과 상기 분리요소의 내벽에 형성된 반사 방지코팅층을 포함하며, 상기 제1 타입 전도층 또는 상기 제2 타입 전도층 중 어느 하나는 복수열로 구성된 것을 특징으로 한다.
광 검출효율, 항복전압, 작동전압, 공핍층

Description

실리콘 광전자 증배관{SILICON PHOTOMULTIPLIER}
본 발명은 실리콘 광전자 증배관에 관련된다.
광을 수광하여 전기적 신호로 바꾸는 광 검출기는 이미지 촬상소자, 의료기기, 국방설비, 단일광자 검출분야, 및 고에너지 물리분야에서 사용되고 있다.
광 검출기가 고성능 방사선 센서로 사용될 경우 낮은 조사량에 대해 민감하고, 단일 광자에 대한 정보를 획득할 수 있어야 한다. 일반적으로 단일광자 검출기는 진공관 형태의 광전자 증배관(Photomultiflier tube: PMT)이 많이 사용되고 있으며, 반도체 방식의 핀 포토다이오드(PIN photodiode), 애벌런치 포토다이오드(Avalanche photodiode), 및 가이거 모드 애벌런치 포토다이오드(Giger mode Avalanche photodiode) 등이 사용되기도 한다.
종래에 많이 사용된 진공관 형태의 광전자 증배관(PMT)은 부피가 크고, 1kV 이상의 높은 전압을 사용하여야 하며, 가격이 상대적으로 고가이다. 또한, 자기장 내에서 영향을 받기 때문에 자기공명영상장치(Magnetic resonance Imaging; MRI)와 같은 큰 자기장을 사용하는 장비에서는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 낮은 전압을 사용하며 자기장의 영향이 없는 실리콘 광전자 증배관을 제안하는데 목적이 있다.
또한, 인접하는 셀 사이에 분리요소와 가드링을 포함하는 실리콘 광전자 증배관을 제안한다.
또한, 제1 타입의 전도층과 제2 타입의 전도층 중 어느 하나가 다수의 배열구조를 가짐으로써 단파장 광의 검출효율이 증대된 실리콘 광전자 증배관을 제안한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 실리콘 광전자 증배관은 제1 타입 실리콘기판, 상기 제1 타입 실리콘기판 상에 형성된 제1 타입 에피텍시얼층, 상기 제 1타입 에피텍시얼층 상에 형성된 제1 타입 전도층, 및 상기 제1 타입 전도층 상에 형성된 제2 타입 전도층을 포함하여 구성된 셀, 인접하는 상기 셀이 분리되도록 상기 셀 사이에 위치하는 분리요소, 및 상기 제2 타입 전도층의 상면과 상기 분리요소의 내벽에 형성된 반사 방지코팅층을 포함하며, 상기 제1 타입 전도층 또는 상기 제2 타입 전도층 중 어느 하나는 복수열로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사 방지코팅층은 폴리실리콘, 실리콘 나이트라이드, 인-주석 산화물, 폴리실리콘과 인-주석 산화물의 화합물, 폴리실리콘과 실리콘 나이트라이 드의 화합물 중 어느 하나이며, 두께는 20㎚ 내지 100㎚인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 타입 실리콘기판은 1017 내지 1020㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 타입 에피텍셜층은 1014 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖고, 두께는 3㎛ 에서 10㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 타입 전도층은 1015 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖고, 상기 제2 타입 전도층은 1018 에서 1020㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 타입 전도층에 전압을 공급하기 위해 상기 반사 방지코팅층 상에 형성된 전압분배버스 및 상기 제2 타입 전도층과 상기 전압분배버스를 연결하기 위해 상기 반사 방지코팅층 상에 형성된 실리콘저항기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘저항기는 1킬로옴에서 100메가옴 범위의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분리요소에 충전된 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연물질은 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 아크릴로나이트릴 스틸렌 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타 크릴레이트, 아클릴로나이트릴 부타디엔 스틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸 렌, 폴리카보네이트, 변성 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리 부틸렌 텔레프탈레이트, 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리술폰, 폴리 프탈릭 아미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리 아미드 이미드, 폴리 에테르 이미드, 폴리 에테르 케톤, 액정폴리머, 폴리 아릴레이트, 폴리 테트라 프루오르 에틸렌, 폴리실리콘 중 어느 하나 또는 그 혼합 절연물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분리요소의 외벽에 형성된 가드링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가드링은 제2 타입으로 도핑되며, 1014 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가드링은 상기 분리요소 외벽 전체를 둘러쌓도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 실리콘 광전자 증배관은 제1 타입 전도층 또는 제2 타입의 전도층 중 어느 하나가 복수열 형상을 가짐으로써 단파장 광의 검출효율이 증가한다.
또한, 복수열 형상의 전도층을 형성하면 균일한 전도층을 가질 수 있어 광 검출효율이 증가한다.
또한, P-N 접합의 깊이를 조절하여 항복전압을 낮출 수 있고, 그에 따라 작동전압이 낮아진다.
또한, 분리요소, 분리요소에 충전된 절연물질, 분리요소 외벽에 형성된 가드링은 광 잡음을 감소시켜 실리콘 광전자 증배관이 더욱 안정적으로 작동할 수 있게 한다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 다수의 셀들로 구성된 실리콘 광전자 증배관은, 제1 타입 실리콘기판(11)과 제1 타입 에피텍시얼층(12), 제1 타입 전도층(13), 제2 타입 전도층(14)으로 구성된 셀, 인접하는 셀을 분리하는 분리요소(15), 제2 타입 전도층(14)의 상면과 분리요소(15)의 내벽에 형성된 반사 방지코팅층(16)을 포함하여 구성된다.
여기서, 제1 타입과 제2 타입은 도핑물질에 따라 구분되는 P타입과 N타입을 구분하여 표현하기 위한 용어로 사용되고 있다. 도 1에서 제1 타입은 P타입을 지칭하고 있으며, 제2 타입은 N타입을 지칭하고 있다. 다만, 도 1에 도시된 실리콘 광전자 증배관은 하나의 예시에 불과하고, 제1 타입이 N타입으로, 제2 타입은 P타입으로 구성된 실리콘 광전자 증배관의 실시 또한 가능하다. 다만, 설명의 편의를 위하여 제1 타입은 P타입이며, 제2 타입은 N타입인 실리콘 광전자 증배관을 일 예로 하여 설명하기로 한다.
이때, 제1 타입 실리콘기판(11)은 실리콘 광전자 증배관의 기반을 이루며, 1017에서 1020㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖는다. 그에 따라 제1 타입 실리콘기 판(11) 상에는 동일한 타입의 에피텍시얼층을 성장시킬 수 있다.
그리고, 상술한 제1 타입 실리콘기판(11)을 기반으로 그 위에 셀들이 형성된다. 하나의 셀은 제1 타입 에피텍시얼층(12), 제1 타입 전도층(13), 제2 타입 전도층(14)을 포함한다.
우선, 제1 타입 실리콘기판(11) 상에 제1 타입 에피텍셜층(12)이 형성된다. 그 두께는 3㎛ 내지 10㎛ 인 것이 바람직하다. 이때, 제1 타입 에피텍셜층(12)은 1014 내지 1018㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖는다.
또한, 제1 타입 에피텍셜층(12) 상에 제1 타입 전도층(13)이 형성된다. 이러한 제1 타입 전도층(13)은 1015 ~ 1018 ㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제1 타입 전도층(13) 상에 제2 타입 전도층(14)이 형성된다. 이러한 제2 타입 전도층(14)은 1018 ~ 1020㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖는 것이 바람직하다.
다만, 제1 타입 에피텍시얼층(12), 제1 타입 전도층(13), 제 2 타입 전도층(14)의 도핑에이전트 농도는 변형되어 실시할 수 있다.
이때, 제1 타입 전도층(13)과 제2 타입 전도층(14) 사이에서는 P-N 접합이 일어나 공핍층이 형성된다. 본 실시예에 따른 공핍층의 깊이는 0.3 ㎛에서 0.8 ㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 얕은 공핍층을 형성하면 P-N 접합부근의 전 기장은 105 V/㎝로 크게 형성되고, 광 증배는 많이 발생한다.
또한, 전도층들(13, 14)의 농도에 따라 상기 공핍층의 깊이를 조절함으로써 항복전압(breakdown voltage)을 조절할 수 있다. 즉, 전도층들(13, 14)이 고농도로 도핑될수록 공핍층의 깊이가 짧아지고 이에 따라 항복전압 또한 감소한다. 일반적으로 항복전압 이상에서 작동전압(bias voltage)이 형성되므로, 항복전압이 감소한다는 것은 작동전압이 감소한다는 것을 의미한다.
따라서, 상기 각각의 전도층들(13, 14)의 농도를 조절함으로써, 특히 제1 타입 전도층(13)의 농도를 조절함으로써 작동전압을 감소시킬 수 있다(이를 테면, 20V 이하로 감소시킬 수 있다). 그리고, 작동전압이 감소하면 실리콘 광전자 증배관 내의 잡음인 다크-레이트(dark-rate) 또한 감소 될 수 있다.
그리고, 상술한 제1 타입 전도층(13)과 제2 타입 전도층(14) 중 어느 하나는 복수 열로 구성된다. 도 1에는 제1 타입의 전도층(13)이 3열로 구성되어 있다. 이때, 제1 타입 또는 제2 타입의 전도층이 갖는 열수는, 예를 들면 2열 또는 4열로 변형되어 실시될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 타입의 전도층 안에 3열의 제2 타입의 전도층이 배열된 구조를 가질 수 있다. 이러한 배열을 갖는 경우 역시, 도 1에 도시된 배열과 동일한 효과가 발생한다.
제1 타입 전도층(13)과 제2 타입 전도층(14) 중 어느 하나가 복수 열로 구성되는 경우 단파장 영역의 광검출 효율을 증대시킬 수 있다. 상세한 설명은 도 4 를 참조하여 후술한다.
또한, 실리콘 광전자 증배관은 복수로 구성된 셀들을 포함하는데, 각각의 셀을 분리하는 분리요소(15)를 포함한다. 상기 분리요소(15)는, 도 1에 도시된 것처럼, 트렌치(trench)로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 트렌치의 형상은 제한되지 아니한다.
이러한 분리요소(15)는 후술하듯이 셀에서 가이거 방전의 2차 광자에 의해 생성되는 광전자가 인접하는 셀의 감도영역으로 침투하는 현상을 방지하게 된다. 따라서, 분리요소(15)는 제1 타입 에피텍시얼(12) 층을 가로질러 제1 타입의 실리콘기판(11)에 이르도록 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 실리콘 광전자 증배관은 제2 타입의 전도층(14) 상면과 분리요소(15)의 내벽에 반사 방지코팅층(16)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
외부의 광은 제2 타입의 전도층(14) 및 분리요소(15)를 향해 입사되는데, 반사 방지코팅층(16)은 반사되는 빛의 양을 감소시켜 셀의 감도를 증가시키고, 증가된 셀의 감도는 넓은 대역의 파장에 대한 광 검출 효율을 높일 수 있다.
이러한, 반사 방지코팅층(16)은 주로 실리콘 옥사이드층이며, 주로 폴리실리콘, 실리콘 나이트 라이드(Si3N4), 인-주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide) 중 어느 하나, 또는 폴리실리콘과 인-주석 산화물의 혼합물, 폴리실리콘과 실리콘 나이 트 라이드의 혼합물 중 어느 하나로 구성되며, 약 20 ㎚에서 100 ㎚의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 실리콘 광전자 증배관은 전압분배버스(17)와 실리콘저항기(18)를 더 포함할 수 있다.
전압분배버스(17)는 제2 타입 전도층(14)에 형성된 반사 방지코팅층(16) 상에 형성되고, 제2 타입 전도층(14)에 전압을 공급한다. 전압분배버스(17)는 알루미늄과 같은 금속으로 구성된다.
또한, 실리콘저항기(18) 역시 제2 타입 전도층(14)에 형성된 반사 방지코팅층(16) 상에 형성되고, 전압분배버스(17)와 연결되어 제2 타입 전도층(14)에 전압을 전달한다. 이러한 실리콘저항기(18)는 1킬로옴(㏀)에서 100메가옴(㏁)의 저항값을 갖는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관을 설명하기로 한다. 다만, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실리콘 광전자 증배관과 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 것과 같이, 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관은 분리요소(15)에 충전된 절연물질(19)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 분리요소(15) 내부를 빈 상태로 두지 않고 절연물질로 충전함으로써 더욱 견고한 셀 구조를 갖는 실리콘 광전자 증배관을 제공할 수 있다.
이러한 절연물질은, 예를 들면, 폴리이미드(polyimide), 폴리에스터(polyester), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA; ethylene vinyl acetate), 아크릴로나이트릴 스틸렌 아크릴레이트(ASA; acrylonitrile styrene acrylate), 폴리 메틸 메타 크릴레이트(PMMA; poly methyl metha crylate), 아클릴로나이트릴 부타디엔 스틸렌(ABS; acrylonitrile butadiene styrene), 폴리아미드(polyamide), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene), 폴리카보네이트(poly carbonate), 변성 폴리페닐렌 옥사이드( PPO; modified polyphenylene oxide), 폴리 부틸렌 텔레프탈레이트(PBT; poly butylenes terephthalate), 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트(PET; poly ethylene terephthalate), 폴리에스터 엘라스토머(polyester elestomer), 폴리 페닐렌 설파이드(PPS; poly phenylene sulfide), 폴리술폰(poly sulfone), 폴리 프탈릭 아미드(poly phthalic amide), 폴리 에테르 술폰(PES; poly ether sulfone), 폴리 아미드 이미드(PAI; poly amide imide), 폴리 에테르 이미드(poly ether imide), 폴리 에테르 케톤(poly ether keton), 액정폴리머(liquid crystal polymer), 폴리 아릴레이트(poly arylate), 폴리 테트라 프루오르 에틸렌(PEFE; poly tetra fluoro ethylene), 폴리실리콘 중 어느 하나 또는 그 혼합 절연물질을 포함할 수 있다.
분리요소(15)에 충전된 절연물질(19)은 분리요소(15)와 더불어 인접하는 셀에서 발생한 광전자가 다른 셀의 감도영역으로 침투하는 현상을 방지하게 된다.
도 4는 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 광 검출효율에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 광 검출효율을 갖는 실리콘 광전자 증배관은 제2 타입의 전도층(14)은 3*1012 ㎝-3의 도즈(dose)가 주입되고, 제1 타입의 전도층(13)은 2*1012 ㎝-3의 도즈가 주입되고, 제1 타입의 에피텍시얼층은 2*1015 ㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖고, 셀의 너비는 30㎛ 이며, 3열로 배열된 제2 타입의 전도층에서 인접하는 전도층 사이의 너비는 0.5㎛로 형성되어 있다. 이는 일체의 제2 타입의 전도층을 갖는 실리콘 광전자 증배관의 광 검출효율과 비교했을 때 약 500 ㎚ 파장을 갖는 단파장 빛에 대한 검출효율이 증가하는 것을 알 수 있다.
본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관은 단파장의 빛을 검출하여 전기적 신호로 바꾸는 효율이 증가하므로 외부에서 블루계열의 광이 조사되는 경우 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 효용성은 높아진다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관을 설명하기로 한다. 다만, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 실리콘 광전자 증배관과 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관은 분리 요소(15)의 외벽에 형성된 가드링(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 가드링(20)은 분리요소(15)를 형성한 후 임플란트 공법을 이용하여 제2 타입의 가드링(20)을 형성하며, 이때 상기 제2 타입의 가드링(20)은 1014 내지 1018㎝-3의 도핑 에이전트 농도를 갖는다. 이러한 가드링(20)은 분리요소(15) 및 분리요소의 내부에 충전된 절연물질과 더불어 인접하는 셀에서 발생한 광전자가 다른 셀의 감도영역으로 침투하는 현상을 방지하게 된다.
이러한, 가드링(20)은 분리요소(15)의 일부를 둘러쌓도록 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 것과 같이 가드링(20)은 분리요소(15)의 하단을 둘러쌓도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 분리요소(15)의 외벽을 일부 둘러쌓도록 형성될 수 있다. 또한, 그 형상은 타원형으로 형성될 수 있고, 분리요소(15) 형상에 대응하는 형상을 가질 수도 있다.
그리고, 도 6에 도시된 것과 같이, 가드링(20-2)은 분리요소(15) 외벽 전체를 둘러쌓도록 형성될 수 있다. 이러한, 가드링(20-2)은 도 5에 도시된 가드링(20)보다 광학적 분리도가 더욱 향상되며, 제1 타입 전도층(23)과 분리요소 사이에서 발생할 수 있는 다크-레이트를 감소시킬 수 있다.
가드링(20, 20-2)은 분리요소(15)와 결합 된 형태이기 때문에 분리요소(15) 자체의 간격을 좁게 하더라도 높은 광학적 분리도를 제공할 수 있고, 셀이 외의 영역에서 사이즈를 감소시킬 수 있어 전체적인 실리콘 광전자 증배관의 소형화가 가능하다.
본 발명에서는 설명의 용이함을 위해, 단일 광자를 검출할 수 있는 실리콘 광전자 증배관에 대해 설명하였으나, 상술한 바와 같은 셀 구조를 갖는 실리콘 광전자 증배관을 어레이 형태로 제작함으로써 대면적의 광을 입사하여 정밀한 광 검출이 가능하다. 이러한 어레이의 형태는, 예를 들면, 2X2, 3X3, 4X4, 8X8 및 16X16 등의 형태로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 설명의 용이함을 위해, 제1 타입 기판상에 생성되는 제1 타입 에피텍셜층과, 상기 에피텍셜층에 형성되는 제1 타입 전도층, 제2 타입 전도층 및 제2 타입 가드링을 포함하는 실리콘 광전자 증배관을 예로 들었으나, 그 반대 타입의 실리콘 광전자 증배관의 역 실시예 또한 가능하며, 이러한 역 실시예 역시 상술한 바와 같은 동일한 효과를 가질 수 있음은 물론이다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 광 검출 효율에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 실리콘 광전자 증배관의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11; 제1 타입 실리콘기판 12; 제1 타입 에피텍시얼층
13; 제1 타입 전도층 14; 제2 타입 전도층
15; 분리요소 16; 반사 방지코팅층
17; 전압분배버스 18; 실리콘저항기
19; 절연물질 20, 20-2; 가드링

Claims (12)

  1. 제1 타입 실리콘기판;
    상기 제1 타입 실리콘기판 상에 형성된 제1 타입 에피텍시얼층, 상기 제 1타입 에피텍시얼층 상에 형성된 제1 타입 전도층, 및 상기 제1 타입 전도층 상에 형성된 제2 타입 전도층을 포함하여 구성된 셀;
    인접하는 상기 셀이 분리되도록 상기 셀 사이에 위치하는 분리요소; 및
    상기 제2 타입 전도층의 상면과 상기 분리요소에 형성된 반사 방지코팅층을 포함하며,
    상기 제1 타입 전도층 또는 상기 제2 타입 전도층 중 어느 하나는 복수열로 구성된 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사 방지코팅층은 폴리실리콘, 실리콘 나이트라이드, 인-주석 산화물, 폴리실리콘과 인-주석 산화물의 혼합물, 폴리실리콘과 실리콘 나이트라이드의 혼합물 중 어느 하나이며, 두께는 20㎚ 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 타입 실리콘기판은 1017 내지 1020㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 타입 에피텍셜층은 1014 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖고, 두께는 3㎛ 에서 10㎛인 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 타입 전도층은 1015 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖고, 상기 제2 타입 전도층은 1018 에서 1020㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 타입 전도층에 전압을 공급하기 위해 상기 반사 방지코팅층 상에 형성된 전압분배버스; 및
    상기 제2 타입 전도층과 상기 전압분배버스를 연결하기 위해 상기 반사 방지코팅층 상에 형성된 실리콘저항기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 실리콘저항기는 1킬로옴에서 100메가옴 범위의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리요소에 충전된 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 절연물질은 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 아크릴로나이트릴 스틸렌 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타 크릴레이트, 아클릴로나이트릴 부타디엔 스틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 변성 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리 부틸렌 텔레프탈레이트, 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리술폰, 폴리 프탈릭 아미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리 아미드 이미드, 폴리 에테르 이미드, 폴리 에테르 케톤, 액정폴리머, 폴리 아릴레이트, 폴리 테트라 프루오르 에틸렌, 폴리실리콘 중 어느 하나 또는 그 혼합 절연물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리요소의 외벽에 형성된 가드링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가드링은 제2 타입으로 도핑되며, 1014 에서 1018㎝-3의 에이전트 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 가드링은 상기 분리요소 외벽 전체를 둘러쌓도록 형성된 것을 특징으로 하는 실리콘 광전자 증배관.
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