(57)【要約】【課題】シリコン光素子の製造方法を提供する。【解決手段】シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板を準備する工程と、基板一面の少なくとも一部位をポリシリコンで形成する工程と、ポリシリコンが形成された基板の面を酸化させて、基板とその上にシリコン酸化層とがある構造に形成して、シリコン酸化層の形成過程で、ポリシリコンのグレイン境界を通じて移動する酸素により酸化が促進されて、シリコン酸化層と基板との界面に微小欠陥屈曲を形成する工程と、シリコン酸化層をエッチングして、シリコン酸化層の形成過程でシリコン酸化層と基板との界面に形成された微小欠陥屈曲を露出させる工程と、露出された微小欠陥屈曲部分を基板と反対型にドーピングして、ドーピング領域を形成する工程と、を含むことを特徴とするシリコン光素子の製造方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板を準備する工程と、
前記基板一面の少なくとも一部位をポリシリコンで形成する工程と、
前記ポリシリコンが形成された基板の面を酸化させて、基板とその上にシリコン酸化層とがある構造に形成して、前記シリコン酸化層の形成過程で、ポリシリコンのグレイン境界を通じて移動する酸素により酸化が促進されて前記シリコン酸化層と基板との界面に微小欠陥屈曲を形成する工程と、
前記シリコン酸化層をエッチングして、前記シリコン酸化層の形成過程で前記シリコン酸化層と基板との界面に形成された微小欠陥屈曲を露出させる工程と、
前記露出された微小欠陥屈曲部分を前記基板と反対型にドーピングして、ドーピング領域を形成する工程と、を含むことを特徴とするシリコン光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ポリシリコンを作る過程は、
前記基板上の所定部位に事前非晶質化させる物質を所定分量注入して非晶質シリコンを作る工程と、
高温工程により前記非晶質シリコンをポリシリコンで形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項３】
前記事前非晶質化物質は、シリコンイオンや不活性元素であることを特徴とする請求項２に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項４】
前記微小欠陥屈曲領域の微小欠陥はおおむね単一周期で形成されて、特定波長の光を少なくとも発光または受光できるシリコン光素子を実現できるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項５】
前記ポリシリコンが形成された領域を前記基板上に２次元アレイに形成し、以後の酸化工程、エッチング工程及びドーピング工程によりシリコン光素子の２次元アレイを形成することを特徴とする請求項４に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項６】
前記ポリシリコンを作る過程を複数回反復して、前記基板上の複数の部位に相異なるグレインサイズを持つ複数のポリシリコンを形成し、酸化工程により相異なる周期を持つ複数の微小欠陥屈曲を形成し、以後のエッチング工程及びドーピング工程により相異なる波長の光を少なくとも発光または受光する複数のシリコン光素子部分を持つシリコン光素子を製造することを特徴とする請求項２に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項７】
前記複数のポリシリコングループを前記基板上に２次元アレイに形成して、以後の酸化工程、エッチング工程及びドーピング工程により複数波長の光を少なくとも発光または受光するシリコン光素子の２次元アレイを形成することを特徴とする請求項６に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項８】
前記複数のポリシリコンは、注入される前記事前非晶質化物質の分量を異ならせて、相異なるグレインサイズを持つように形成されることを特徴とする請求項６に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項９】
前記事前非晶質化物質は、シリコンイオンや不活性元素であることを特徴とする請求項８に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記事前非晶質化物質は、シリコンイオンや不活性元素であることを特徴とする請求項６に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記酸化工程は、酸素と塩素ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請求項６に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記酸化工程は、酸素と塩素ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ドーピング領域に電気的に連結自在に電極パターンを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ドーピング領域は、
前記基板とのｐ−ｎ接合部位で量子拘束効果により光電変換効果を表す量子構造を持つように形成されることを特徴とする請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ドーピング領域は、ドーパントの非平衡拡散により形成されることを特徴とする請求項１４に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法で製造されたシリコン光素子。
【請求項１７】
前記ドーピング領域は、
前記基板とのｐ−ｎ接合部位で、量子拘束効果により光電変換効果を表す量子構造を持つように形成されることを特徴とする請求項１６に記載のシリコン光素子。
【請求項１８】
前記ドーピング領域は、ドーパントの非平衡拡散により形成されることを特徴とする請求項１７に記載のシリコン光素子。
【請求項１９】
前記ドーピング領域に電気的に連結自在に形成された電極パターンをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のシリコン光素子。
【請求項２０】
シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板に画像を少なくとも入力または出力できるシリコン光素子が二次元アレイに配列されてなるシリコン光素子パネルを備え、
前記シリコン光素子は、請求項１６に記載のシリコン光素子であることを特徴とする画像入出力装置。
【請求項２１】
前記シリコン光素子のドーピング領域は、
前記基板とのｐ−ｎ接合部位で、量子拘束効果により光電変換効果を表す量子構造を持つように形成されることを特徴とする請求項２０に記載の画像入出力装置。
【請求項２２】
前記ドーピング領域は、ドーパントの非平衡拡散により形成されることを特徴とする請求項２１に記載の画像入出力装置。
【請求項２３】
前記基板には、シリコン光素子パネルから少なくとも各画素別画像の入力または出力動作が可能なように電極がパターニングされたことを特徴とする請求項２０に記載の画像入出力装置。
【請求項２４】
前記シリコン光素子は、相異なる波長の光を少なくとも発光または受光できる複数のシリコン光素子部分で形成され、
前記シリコン光素子パネルには、各画素当り一つのシリコン光素子が位置することを特徴とする請求項２０に記載の画像入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン光素子の製造方法及びそれにより製造されたシリコン光素子、並びにそれを適用した画像入出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン半導体基板には論理素子、演算素子及びドライブ素子などを高い信頼性でもって高集積度で集積でき、かつシリコンの値段が安いために、化合物半導体に比べてはるかに低コストで高集積回路を実現できるという利点がある。したがって、大部分の集積回路はシリコン（Ｓｉ）を基本材料として使用している。
【０００３】
前記のようなシリコンが持つ利点を十分に生かして、集積回路との製造工程上の互換性及び低コストの光電子デバイスを具現できるように、シリコンに基づいた発光素子を作ろうとする研究が進みつつある。
【０００４】
本出願人は、特許文献１などでシリコンに基づいた基板に、そのｐ−ｎ接合部位に量子構造が形成されるように極めて薄くドーピングされたドーピング領域を持つシリコン光素子を提案した。前記特許文献１に提案されたシリコン光素子では、波長選択性を高める表面屈曲（微小欠陥）形状の周期が、特殊な酸化条件及び拡散工程中に自然的に形成された。したがって、微小欠陥の均一な具現及び再現性に多くの難点があった。
【０００５】
前記特許文献１にも言及されているように、極めて浅い拡散により形成された量子構造を通じて受発光特性を持つシリコン光素子の波長は、表面に形成された微小欠陥の周期、すなわち、微小キャビティ長により決定される。したがって、所望の波長帯域を選択するためには、微小欠陥が特定周期を持って反復的に配列されねばならない。
【特許文献１】米国特許第６，９３０，３３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような点を鑑みてなされたものであり、微小キャビティ長を制御して波長選択性を高めることができるシリコン光素子の製造方法及びそれにより製造されたシリコン光素子、並びにそれを適用した画像入出力装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明によるシリコン光素子の製造方法は、シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板を準備する工程と、前記基板一面の少なくとも一部位をポリシリコンで形成する工程と、前記ポリシリコンが形成された基板の面を酸化させて、基板とその上にシリコン酸化層とがある構造に形成して、前記シリコン酸化層の形成過程で、ポリシリコンのグレイン境界を通じて移動する酸素により酸化が促進されて前記シリコン酸化層と基板との界面に微小欠陥屈曲を形成する工程と、前記シリコン酸化層をエッチングして、前記シリコン酸化層の形成過程で前記シリコン酸化層と基板との界面に形成された微小欠陥屈曲を露出させる工程と、前記露出された微小欠陥屈曲部分を前記基板と反対型にドーピングして、ドーピング領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記ポリシリコンを作る過程は、前記基板上の所定部位に事前非晶質化させる物質を所定分量注入して非晶質シリコンを作る工程と、高温工程により前記非晶質シリコンをポリシリコンで形成する工程と、を含む。
【０００９】
前記事前非晶質化物質は、シリコンイオンや不活性元素である。
【００１０】
前記微小欠陥屈曲領域の微小欠陥はおおむね単一周期で形成されて、特定波長の光を少なくとも発光または受光できるシリコン光素子を実現できるようになっている。
【００１１】
前記ポリシリコンが形成された領域を前記基板上に２次元アレイに形成し、以後の酸化工程、エッチング工程及びドーピング工程によりシリコン光素子の２次元アレイを形成できる。
【００１２】
前記ポリシリコンを作る過程を複数回反復して、前記基板上の複数の部位に相異なるグレインサイズを持つ複数のポリシリコンを形成し、酸化工程により相異なる周期を持つ複数の微小欠陥屈曲を形成し、以後のエッチング工程及びドーピング工程により相異なる波長の光を少なくとも発光または受光する複数のシリコン光素子部分を持つシリコン光素子を製造できる。
【００１３】
前記複数のポリシリコングループを前記基板上に２次元アレイに形成して、以後の酸化工程、エッチング工程及びドーピング工程により複数波長の光を少なくとも発光または受光するシリコン光素子の２次元アレイを形成できる。
【００１４】
前記複数のポリシリコンは、注入される前記事前非晶質化物質の分量を異ならせて、相異なるグレインサイズを持つように形成される。
【００１５】
前記酸化工程は、酸素と塩素ガス雰囲気下で行われる。
【００１６】
前記ドーピング領域に電気的に連結自在に電極パターンを形成する工程をさらに含む。
【００１７】
前記ドーピング領域は、前記基板とのｐ−ｎ接合部位で量子拘束効果により光電変換効果を表す量子構造を持つように形成される。
【００１８】
前記ドーピング領域は、ドーパントの非平衡拡散により形成される。
【００１９】
本発明は、前記製造方法により製造されたシリコン光素子を特徴とする。
【００２０】
前記目的を達成するための本発明による画像入出力装置は、シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板に画像を少なくとも入力または出力できるシリコン光素子が二次元アレイに配列されてなるシリコン光素子パネルを備え、前記シリコン光素子は、前記製造方法により製造されたシリコン光素子であることを特徴とする。
【００２１】
前記基板には、シリコン光素子パネルから少なくとも各画素別画像の入力または出力動作が可能なように電極がパターニングされる。
【００２２】
前記シリコン光素子は、相異なる波長の光を少なくとも発光または受光できる複数のシリコン光素子部分で形成され、前記シリコン光素子パネルには、各画素当り一つのシリコン光素子が位置する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるシリコン光素子の製造方法によれば、グレインサイズの相異なる複数のポリシリコンを形成した後に酸化工程を進めるので、微小キャビティ長の制御が容易であって、所望の特定波長に対応する微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成して波長選択性の高いシリコン光素子を実現できる。
【００２４】
また、事前非晶質化物質の注入量を異ならせて、相異なる大きさのグレインを持つポリシリコンを複数の領域に形成した後、酸化工程、エッチング工程及びドーピング工程を進めることによって、互いに隣接した領域で相異なる波長の光を少なくとも発光または受光できるシリコン光素子を実現できる。
【００２５】
したがって、微小キャビティ長の制御が容易であり、１回の酸化工程によりＲ、Ｇ、Ｂを具現するための微小キャビティを持つ微小欠陥屈曲を形成できて、一つのウェーハに同時にＲ、Ｇ、Ｂを具現できる。
【００２６】
また、このようなシリコン光素子を適用して単一パネル内で画像をディスプレイまたは画像や光情報を入力できる画像入出力装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照して本発明によるシリコン光素子の製造方法及びそれにより製造されたシリコン光素子の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１ないし図７は、本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す。
【００２９】
図１を参照すれば、まず、シリコンに基づいたｎ型またはｐ型の基板１を準備する。前記基板１は、シリコン（Ｓｉ）を含む所定の半導体物質、例えば、ＳｉまたはＳｉＣで形成され、ｎ型にドーピングされている。前記基板１としては、シリコンに基づいたウェーハを使用できる。ここで、前記基板１はダイアモンドからなってもよい。
【００３０】
次いで、図２Ａないし図２Ｅに図示した工程によって、前記基板１表面の所定部位をポリシリコンで形成する。図２Ａないし図２Ｅでは、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の発光または受光を実現できる相異なる周期の微小欠陥屈曲を得るように、相異なるグレインサイズを持つポリシリコンを３つの領域に形成する実施形態を示す。
【００３１】
図２Ａを参照すれば、基板１上に第１ポリシリコン（図２Ｅの１５）を形成しようとする所定部位がオープンされたフォトレジスト層１１を形成する。オープンされた部位は、マイクロメータ以下のサイズであって非常に小さい。図２Ａないし図２Ｃに示す構造のフォトレジスト層１１、２１、３１は、基板１上にフォトレジスト層を形成した後、ポリシリコンを形成しようとする部位に該当するフォトレジスト層部分をエッチングして形成できる。
【００３２】
次いで、フォトレジスト層１１のオープンされた開口を通じて前記基板１上の所定部位に、その部位を事前非晶質化（Ｓｉ  ｐｒｅａｍｏｒｐｈｉｚａｔｉｏｎ）させる物質（以下、事前非晶質化物質）を所定分量注入して、第１非晶質シリコン１３を作る。その後、前記フォトレジスト層１１を除去する。非晶質シリコンを作る工程において、事前非晶質化物質は、インプラント方式により注入される。
【００３３】
次いで、図２Ｂを参照すれば、第１非晶質シリコン１３が形成された基板１上に第２ポリシリコン（図２Ｅの２５）を形成しようとする所定部位がオープンされたフォトレジスト層２１を形成する。この時、フォトレジスト層２１のオープンされた開口は、第１ポリシリコン１５を形成しようとする部位に形成された第１非晶質シリコン１３とは離隔される。
【００３４】
次いで、フォトレジスト層２１のオープンされた開口を通じて前記基板１上の所定部位に事前非晶質化物質を所定分量注入して、第２非晶質シリコン２３を作る。この時、注入される事前非晶質化物質の分量は後述する通りに、前記第１非晶質シリコン１３を作る時とは違う。前記第２非晶質シリコン２３を作った後、フォトレジスト層２１は除去される。
【００３５】
次いで、図２Ｃを参照すれば、第１及び第２非晶質シリコン１３、２３が形成された基板１上に第３ポリシリコン（図２Ｅの３５）を形成しようとする所定部位がオープンされたフォトレジスト層３１を形成する。この時、フォトレジスト層３１のオープンされた開口は、第１及び第２ポリシリコン１５、２５を形成しようとする部位に形成された第１及び第２非晶質シリコン１３、２３とは離隔して位置する。
【００３６】
次いで、フォトレジスト層３１のオープンされた開口を通じて前記基板１上の所定部位に事前非晶質化物質を所定分量注入して、第３非晶質シリコン３３を作る。この時、注入される事前非晶質化物質の分量は後述するように、前記第１及び第２非晶質シリコン１３、２３を作る時とは違う。前記第３非晶質シリコン３３を作った後、フォトレジスト層３１は除去される。
【００３７】
前記のように第３非晶質シリコン３３を作った後にフォトレジスト層３１を除去すれば、図２Ｄに示すような基板１の所定部位に互いに離隔して第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３が形成された構造が得られる。この時、第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３を形成するために、例えば、インプラント方式により注入される事前非晶質化物質の分量を互いに異ならせる。
【００３８】
次いで、第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３が形成された基板１をファーネスに入れて、ファーネス温度を高温、例えば、約１１５０℃に引き上げる。図２Ｅを参照すれば、このような高温工程により、第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３は第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５に変わる。
【００３９】
前記のように、非晶質シリコンを形成した後、高温工程を進めれば、非晶質シリコンがポリシリコンに変わる。図８は、ポリシリコンの表面を示す。図８から分かるように、ポリシリコンには多くのグレインが存在し、後続の酸化工程でかかるグレインの境界を通じて酸素がさらによく移動して、酸化が促進される。
【００４０】
ここで、前記事前非晶質化物質は、Ｓｉ２＋またはＳｉ３＋などのシリコンイオンや不活性元素になりうる。
【００４１】
第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３の形成時に注入される事前非晶質化物質の分量は、後続の高温工程により得られる第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が発光または受光しようとする光の波長に対応する周期の微小欠陥を形成するのに適したグレインサイズを持つように決まる。
【００４２】
注入される事前非晶質化物質の分量が多いほどポリシリコンのグレインサイズが大きくなる。そして、ポリシリコンのグレインサイズが大きいほど大きい周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できる。
【００４３】
図９は、インプラントされる事前非晶質化物質の分量とポリシリコンのグレインの平均直径との関係を示す。図９のグラフは、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ５９（７）１９８６、２４２２ページに開示されている。図９から分かるように、ポリシリコングレインのサイズは、事前非晶質化物質が多く注入されるほど大きくなる。
【００４４】
したがって、前記第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３にそれぞれ対応する位置に、たとえば、Ｒ、Ｇ及びＢ光をそれぞれ発光または受光できる周期の微小欠陥屈曲を形成しようとする場合には、事前非晶質化物質を第１非晶質シリコン１３に最も多く注入し、第３非晶質シリコン３３に最も少なく注入する。この場合、第１非晶質シリコン１３領域に形成される第１ポリシリコン１５のグレインサイズが最も大きくなり、これによりＲ、Ｇ、Ｂのうち波長のもっとも長いＲ光の波長に対応する大きい周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できる。これについては後述する。第２非晶質シリコン２３領域に形成される第２ポリシリコン２５は、Ｇ光の波長に対応する周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できるグレインサイズを持つように形成でき、第３非晶質シリコン３３領域に形成される第３ポリシリコン３５は、Ｂ光の波長に対応する周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できるグレインサイズを持つように形成できる。
【００４５】
ここで、シリコン光素子を２次元アレイに形成しようとする場合には、前記第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３グループは、シリコン光素子の２次元アレイに対応して２次元アレイ構造に形成される。この時、第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３領域の配置は多様に変形できる。このように第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３領域を２次元アレイ構造に形成し、高温工程によりこれをポリシリコンに作った後、後述する酸化工程、エッチング工程、ドーピング工程及び電極パターニング工程などを進行すれば、例えば、画素単位でカラー画像信号に該当する光を入力または出力できるパネルが得られる。
【００４６】
次いで、図３に示すように、酸化工程、例えば、ドライ酸化工程を進めて、図４に示すように、前記第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成された基板１の面を酸化させて、基板１とその上にシリコン酸化層（ＳｉＯ２）４０がある構造に作る。
【００４７】
酸化工程は、酸素（Ｏ２）及び塩素（Ｃｌ２）ガス雰囲気下でドライ酸化工程により行われうる。この時のドライ酸化工程は、高温、例えば、約１１５０℃程度の高温で行われうる。ドライ酸化工程は、長時間、すなわち、数ないし数十時間にかけて行われる。ここで、酸化工程は、ウェット酸化工程により行われてもよい。
【００４８】
酸化工程のための真空チャンバには、その真空チャンバ内の圧力を合せるために基本的に窒素（Ｎ２）ガスが注入される。この真空チャンバ内の圧力は、酸素（Ｏ２）及び窒素（Ｎ２）ガスが主になって合せる。塩素（Ｃｌ２）ガスは、酸素（Ｏ２）ガスに比べて小さな比率、例えば、約５％程度含まれうる。
【００４９】
このようなシリコン酸化層４０の形成過程で、ポリシリコンのグレイン境界を通じて移動する酸素により酸化が促進されて、シリコン酸化層４０と基板１との境界に微小欠陥屈曲が形成される。ポリシリコンの酸化と関連した技術は、“Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＶＬＳＩ  Ｅｒａ  ｖｏｌ．１−Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐ．２９８”に記載されている。前記文献では、グレイン境界の存在により誘発されたストレスが酸化を促進できると仮定する。
【００５０】
ここで、塩素ガスは、ドライ酸化工程中に酸化率を高める。すなわち、塩素ガスは酸化層（すなわち、シリコン酸化層４０）と、基板１に該当するシリコン層との界面で反応や酸化体の拡散を促進させる。また、前記塩素ガスは、酸化層でのナトリウムの汚染をトラッピング及び中和させ、シリコン層から金属性不純物及び積層断層を除去する。臨界濃度を超えた塩素の存在は、ガス状態の酸化産出物の蓄積に起因して酸化層とシリコン層との間の付加的な相を形成し、これにより酸化層とシリコン層との界面（ＳｉＯ２／Ｓｉ）をさらに粗くする。
【００５１】
したがって、前記のような塩素ガスの存在は、シリコン酸化層４０と基板１に該当するシリコン層との界面をさらに粗く形成させて、さらに確実な微小欠陥屈曲を得ることができ、良質のシリコン酸化層４０の形成を可能にする。
【００５２】
再び図３を参照すれば、前記第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５は、相異なるサイズのグレインを持つ。図３の拡大部分では、第１ポリシリコン１５が大きいグレイン１５ａを持って第３ポリシリコン３５ａが小さなグレインを持つ時、グレイン１５ａ、３５ａの境界を通じて酸化が促進されて、グレイン１５ａ、３５ａのサイズに対応する周期でシリコン酸化層４０と基板１との界面に微小欠陥屈曲が形成されるように酸化する過程を例示として示す。図３に示すように、第１ポリシリコン１５が大きいグレイン１５ａを持って第３ポリシリコン３５が小さなグレイン３５ａを持つ場合、第１ポリシリコン１５及び第３ポリシリコン３５が形成されていた部位のシリコン酸化層４０と基板１との界面には、大きい周期の第１微小欠陥屈曲５１及び小さな周期の第３微小欠陥屈曲５５が形成される。第２ポリシリコン２５のグレインのサイズは、例えば、第１ポリシリコン１５のグレイン１５ａより大きく、第３ポリシリコン３５のグレイン３５ａより小さく形成できる。第２ポリシリコン２５のグレイン及びそのグレイン境界を通じた酸化過程の図示は、便宜上省略する。
【００５３】
前記のような酸化過程を通じて基板１の一定厚さを酸化させて、基板１及びシリコン酸化層４０の構造にすれば、図４の拡大部分に示すように、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成されていた部位に該当するシリコン酸化層４０と基板１との界面（以下、ＳｉＯ２／Ｓｉ界面）には、第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５が形成される。
【００５４】
この時、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５のグレインサイズ差によって、第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５の微小欠陥周期、すなわち、微小キャビティ長が異なって形成される。
【００５５】
第１微小欠陥屈曲５１領域の微小欠陥は、例えば、Ｒ波長領域の光を少なくとも発光または受光できる周期で形成できる。第２微小欠陥屈曲５３領域の微小欠陥は、例えば、Ｇ波長領域の光を少なくとも発光または受光できる周期で形成できる。第３微小欠陥屈曲５５領域の微小欠陥は、例えば、Ｂ波長領域の光を少なくとも発光または受光できる周期で形成できる。
【００５６】
前記のような酸化工程を進めた後、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、エッチング工程によりシリコン酸化層４０の第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成されていた部位をエッチングして、前記シリコン酸化層４０の形成過程でシリコン酸化層４０と基板１との界面に形成された第１ないし第３微小欠陥屈曲１５、２５、３５領域を露出させる。露出された部位の大きさは、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成された領域より大きい。図５Ａ及び図５Ｂでは、第１ないし第３微小欠陥屈曲１５、２５、３５が現れるように誇張して表現した。
【００５７】
図５Ａを参照すれば、シリコン酸化層４０上にフォトレジスト層６０を形成した後、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成されていた部位に該当するシリコン酸化層４０が露出されるように、フォトレジスト層６０をパターニングする。その後、エッチング工程を進めて、露出されたシリコン酸化層４０をエッチングした後、フォトレジスト層６０を除去する。これにより、図５Ｂに示すようなシリコン酸化層４０の第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が形成されていた部位が除去されて得られた開口４０ａ、４０ｂ、４０ｃを持つシリコン酸化層４０パターンが得られる。
【００５８】
次いで、図６を参照すれば、シリコン酸化層４０パターンをマスクとして、第１ないし第３微小欠陥屈曲領域５１、５３、５５を前記基板１と反対型に極めて薄く、たとえば、１０〜２０ｎｍ深さにドーピングして第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５を形成する。
【００５９】
所定のドーパント、例えば、ホウ素または燐を、前記シリコン酸化層４０パターンの開口４０ａ、４０ｂ、４０ｃを通じて基板１内に、例えば、非平衡拡散工程により注入させれば、第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５の表面に沿って基板１と反対型、例えば、ｐ＋型に極めて薄くドーピングされ、これにより基板１とのｐ−ｎ接合部位に量子構造を持つ第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５が得られる。図６の拡大部分は、第１ドーピング領域７１の基板１とのｐ−ｎ接合部位を拡大して示す。図６では、第１ないし第３微小欠陥屈曲１５、２５、３５及び第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５が現れるように誇張して表現した。図１０は、微小欠陥屈曲部分及び極めて薄くドーピングされたドーピング領域のｐ−ｎ接合部位の量子構造を示す。
【００６０】
基板１とのｐ−ｎ接合部位に量子構造を持つ極めて薄いドーピング領域を形成するために非平衡拡散工程のみ利用されるものではなく、所望の浅い深さのドーピング領域の形成さえできるならば、例えば、インプランテーション工程も使われうる。
【００６１】
ここで、前記基板１はｐ型にドーピングされ、前記第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５はｎ＋型にドーピングされることも可能である。
【００６２】
前記のように、ドーピング領域が極めて薄く形成されるようにドーピング工程を制御すれば、ドーピング領域の基板１との境界部分、すなわち、ｐ−ｎ接合部位に量子ウェル、量子点及び量子線のうち少なくともいずれか一つからなる量子構造が形成されて、量子拘束効果による光電変換効果を表す。
【００６３】
ここで、前記ｐ−ｎ接合部位には主に量子ウェルが形成され、量子点や量子線が形成されることもある。また、前記ｐ−ｎ接合部位には、量子ウェル、量子点、量子線のうち２種以上が複合された量子構造が形成されることもある。
【００６４】
このように、ｐ−ｎ接合部位は、互いに反対型にドーピングされた領域が交互に位置した量子構造を持つが、ウェル及びバリアーは、図１０に示すように、例えば、約２ｎｍ、１ｎｍ程度となる。
【００６５】
前記のように微小欠陥屈曲の表面に沿ってｐ−ｎ接合部位に量子構造を形成する極めて薄いドーピングは、拡散温度及び微小欠陥屈曲構造による表面の変形されたポテンシャルを最適に制御することによって形成できる。
【００６６】
拡散工程中に適正な拡散温度及び基板１表面の微小欠陥屈曲により変形されたポテンシャルにより、拡散プロファイルの厚さが、例えば、１０〜２０ｎｍに調節でき、このように極めて薄い拡散プロファイルにより量子構造が生成される。
【００６７】
拡散技術分野で公知のように、シリコン酸化層４０の厚さが適正厚さ（数千Å）より厚いか、または低温であれば、空孔（ｖａｃａｎｃｙ）が主にドーパントの拡散に影響を及ぼして拡散が起こり、シリコン酸化層４０の厚さが適正厚さより薄いか、または高温であれば、シリコン自己格子（ｓｅｌｆ−ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）が主にドーパントの拡散に影響を及ぼして拡散が深く立ち上がる。
【００６８】
すなわち、拡散メカニズムは、自己格子によるキックアウトメカニズムと、空孔による空孔メカニズムとに大別されている。前記シリコン酸化層４０は、拡散に影響を及ぼすシリコン自己格子を提供するソースとして作用する。シリコン酸化層４０の厚さが薄ければ、自己格子によるキックアウトメカニズムによる拡散が主に立ち上がり、シリコン酸化層４０が厚ければ、提供される自己格子の量が少なくて空孔メカニズムによる拡散が主に起こる。この両方の場合とも一方の効果が大きく現れれば拡散が深くなされる。
【００６９】
しかし、シリコン酸化層４０をＳｉ自己格子及び空孔が類似した割合で発生する適正厚さに形成すれば、Ｓｉ自己格子と空孔とが互いに結合されてドーパントの拡散を促進しなくなるので、極めて薄いドーピングが可能になる。ここで、空孔及び自己格子と関連した物理的な性質は、拡散と関連した技術分野では公知のものであるので、さらに詳細な説明は省略する。
【００７０】
前記のように、空孔及びＳｉ自己格子がドーパントの拡散に影響を与えない条件を満足させれば、数十ｎｍの極めて薄いドーピング深さを具現できる。
【００７１】
この時、前記のようなドーピング工程により、シリコン酸化層４０パターンの開口４０ａ、４０ｂ、４０ｃを通じて、第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５領域に第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５がそれぞれ形成されるが、この時、第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５が相異なる周期で形成されているので、第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５の全体周期、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長の光をそれぞれ発光または受光できる周期で形成される。
【００７２】
最後に、図７に示すように、前記のように形成された第１ないし第３ドーピング領域７１、７３、７５に電気的に連結自在に基板１に第１電極８１のパターンを形成すれば、図７に示すような少なくとも相異なる三波長の光を発光または受光できる３個のシリコン光素子部分がアレイされたシリコン光素子、例えば、Ｒ用の第１シリコン光素子部分Ｉ、Ｇ用の第２シリコン光素子部分ＩＩ及びＢ用の第３シリコン光素子部分ＩＩＩを持つシリコン光素子が得られる。基板１の底面には共通の第２電極（図示せず）が形成される。
【００７３】
前記のような本発明によるシリコン光素子の製造方法によれば、グレインサイズの相異なる第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５を形成した後に酸化工程を進めるので、微小キャビティ長の制御が容易であり、一回の酸化工程によりＲ、Ｇ、Ｂを具現するための微小キャビティを持つ微小欠陥屈曲を形成できて、一つのウェーハに同時にＲ、Ｇ、Ｂを具現できる。一方、前記米国特許出願１０／１２２，４２１号のように、酸化工程条件を制御して自然的に微小欠陥屈曲を形成する場合には、微小キャビティ長の制御が難しく、Ｒ、Ｇ、Ｂに該当する微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲をそれぞれ他のウェーハに形成せねばならず、Ｒ、Ｇ、Ｂの具現のために３回の酸化工程を別途に進めねばならない。したがって、本発明の場合に比べて酸化工程にかかる時間がおおむね３倍がさらにかかる。このように、本発明は長時間を必要とする酸化工程の回数を減らすことによって、全体的な工程時間を大きく短縮できるという利点がある。
【００７４】
また、前記米国特許第６，９３０，３３０号明細書のように酸化工程条件を制御して自然的に微小欠陥屈曲を形成する場合には、白色光を具現するためにＲ、Ｇ、Ｂに該当するサンプルをそれぞれ準備して組立てねばならない一方、本発明の場合には、別途に組立てる必要なく一つのウェーハ上でパターン状に具現できる。
【００７５】
以上では、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を少なくとも発光または受光でき、互いに隣接して配置された３個のシリコン光素子の部分またはそれの２次元アレイ構造を一連の工程により基板１に製造する過程について説明及び図示したが、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のシリコン光素子の基板１上での配置は多様に変形できる。
【００７６】
また、基板１上に単一色光用の少なくとも一つのシリコン光素子またはその２次元アレイ構造を形成してもよい。この時、基板１に例えば、Ｒ、ＧまたはＢ色光用のシリコン光素子を製造するが、所望の色光に対応してポリシリコンのグレインサイズが形成されるように、事前非晶質化物質の注入量を調節して非晶質シリコンを形成すればよい。
【００７７】
基板１に単一色光用の少なくとも一つのシリコン光素子またはその２次元アレイ構造を形成する場合には、１種の非晶質シリコンのみを作ればよいので、前記図２Ａないし図２Ｅのポリシリコンを作る工程のうち図２Ｂ及び図２Ｃの段階が省略できる。
【００７８】
図１１は、図１ないし図７の製造工程によって複数波長の光を少なくとも発光または受光するように製造されたシリコン光素子の一シリコン光素子部分をおおむね示す。
【００７９】
図１１を参照すれば、第１電極８１は、ドーピング領域７１、７３、７５が形成された基板１の一面上に形成され、第２電極８５は、基板１の底面に形成される。前述した図面と同一参照符号は、実質的に前述したような同じ部材を表す。図１１は、第１電極８１を不透明金属材質でドーピング領域７１、７３、７５の外側にコンタクトされるように形成した例を示す。前記第１電極８１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極材質を使用してドーピング領域７１、７３、７５上に全体的に形成されてもよい。
【００８０】
図１１に図示された本発明によるシリコン光素子部分で、ドーピング領域７１、７３、７５は、前記酸化過程でポリシリコンのグレイン境界を通じて酸化が促進されて、シリコン酸化層４０と基板１との界面に形成されてエッチングにより露出された微小欠陥屈曲領域を極めて薄くドーピングして形成される。
【００８１】
前記ドーピング領域７１、７３、７５の基板１とのｐ−ｎ接合部位に、電子と正孔対の生成及び消滅結合がおきる量子構造が形成されているので、本発明のシリコン光素子は、少なくとも発光素子または受光素子として使われうる。
【００８２】
すなわち、前記シリコン光素子は次のように発光素子として機能できる。例えば、前記第１及び第２電極８１、８５を通じて電源（電圧または電流）が加えられれば、キャリアすなわち、電子及び正孔はｐ−ｎ接合部位の量子ウェルに注入され、量子ウェル内の副バンドエネルギーレベルを通じて再結合（消滅結合）される。この時、キャリアが結合される状態によって多様な波長の電場発光（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）が発生し、前記酸化工程で形成された微小欠陥屈曲５１、５３、５５の微小欠陥周期である微小キャビティ長により、特定波長帯域の光のみ増幅して出力されうる。発生する光量は、第１及び第２電極８１、８５を通じて加えられた電源（電圧または電流）の強度によって可変される。
【００８３】
また、前記シリコン光素子は、次のように受光素子として機能する。前記酸化工程で形成された微小欠陥屈曲５１、５３、５５の微小欠陥周期により特定波長帯域の光のみが入射されて、量子ウェル構造であるｐ−ｎ接合部位で光子が吸収されれば、電子及び正孔は、そのｐ−ｎ接合部位に形成された量子ウェル内の副バンドエネルギーレベルにそれぞれ励起される。したがって、外部回路、例えば、負荷抵抗（図示せず）が連結されていれば、照射された光量に比例する電流が出力される。
【００８４】
以上説明したような本発明によるシリコン光素子は、極めて薄くドーピングされたドーピング領域７１、７３、７５のｐ−ｎ接合部位で電荷分布ポテンシャルの局部的な変化によって量子拘束効果が発生し、量子ウェル内に副バンドエネルギーレベルが形成されていて、高い量子効率を持つ。
【００８５】
前記のような本発明によれば、前記第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５を作る工程、酸化工程を進めて、シリコン酸化層４０と基板１との界面に、例えば、赤色波長帯域（Ｒ）、緑色波長帯域（Ｇ）及び青色波長帯域（Ｂ）にそれぞれ対応する微小キャビティ長を持つ第１ないし第３微小欠陥屈曲５１、５３、５５領域を形成し、以後のエッチング工程及びドーピング工程を進めれば、相異なるドーピング領域で赤色、緑色及び青色光を少なくとも発光または受光できるシリコン光素子を形成できる。
【００８６】
以上では、カラー具現のために、通常的に、Ｒ、Ｇ、Ｂの光を発光または受光できる光素子が要求される点を考慮して、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長用のシリコン光素子を製造する場合について説明及び図示したが、これは例示に過ぎない。すなわち、事前非晶質化物質の注入量を多様に変更して、多様なグレインサイズを持つ複数のポリシリコンを形成し、以後の工程を進めて３種以上の波長用シリコン光素子を製造することもできる。
【００８７】
前記のような本発明によるシリコン光素子の製造方法によれば、基板１の表面に所望の微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成できるので、所望の特定波長帯台の選択及び増幅に卓越した効果を持つシリコン光素子を製造できる。
【００８８】
以上説明したように、既存の米国特許第６，９３０，３３０号明細書等でのシリコン光素子の場合には、波長の選択性を高める微小キャビティ長が工程中に自然的に形成されるので、制御が容易ではなかった。既存の米国特許第６，９３０，３３０号明細書のように工程中に自然的に形成される微小キャビティの場合には、各波長に該当する微小キャビティが容易に混在し、波長を選択するための特定工程条件を確立すること自体が非常に難しい。
【００８９】
しかし、本発明の場合のように、事前非晶質化物質の注入量を制御しつつ非晶質シリコンを作り、この非晶質シリコンを高温工程によりポリシリコンに作れば、所望の波長帯域に対応するグレインサイズを持つポリシリコンが得られ、酸化工程時にこのポリシリコンのグレイン境界を通じて酸化が促進されて所望の微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成できて、特定波長帯域のシリコン光素子の具現が容易であり、均一性及び再現性が向上する。
【００９０】
特に、本願発明によれば、シリコン光素子の表面に規則的な微小欠陥が形成された微小欠陥屈曲を形成できるので、特定波長帯域の光のみフィルタリングできる。また、前記のようにシリコン光素子の表面に規則的な微小欠陥を形成して、既存の平面や自然的に形成された不規則な微小欠陥パターンを持つ構造に比べて、特定波長帯域の光を増幅させるか、願わない波長を減衰させることが可能である。
【００９１】
以下では、本発明によるシリコン光素子アレイを適用したデバイスの具体的な一実施形態として、画像入出力装置について説明する。
【００９２】
図１２は、本発明の一実施形態による画像入出力装置をおおむね示す平面図である。
【００９３】
図１２を参照すれば、本発明の一実施形態による画像入出力装置は、ｎ型またはｐ型のシリコンに基づいた単一基板１に画像を入力または出力できるシリコン光素子２００が二次元アレイに配列されてなるシリコン光素子パネル２５０を備える。ここで、画像出力は、画像ディスプレイ、画像入力は被写体を撮像用カメラで撮影して電気的な画像信号を生成することと実質的に同じ意味である。
【００９４】
前記シリコン光素子２００は、例えば、図１ないし図７の製造工程により製造されたＲ、Ｇ、Ｂ光を発光または受光できるように形成された第１ないし第３シリコン光素子部分Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを備える。
【００９５】
前記シリコン光素子２００の各シリコン光素子部分Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩは、微小欠陥屈曲の表面に沿って極めて薄くドーピング形成されたドーピング領域のｐ−ｎ接合部位で、量子拘束効果により電子および正孔対の生成及び消滅結合が起き、微小欠陥屈曲の微小キャビティ長により特定波長帯域の発光素子または受光素子として機能する。
【００９６】
したがって、単一基板１に一連の半導体製造工程を通じて前記のようなシリコン光素子２００の二次元アレイを形成して、画像の入力及び出力が可能なシリコン光素子パネル２５０を製造することが可能である。
【００９７】
この時、図１２に示すような本発明によるシリコン光素子パネル２５０で各画素（ｐｉｘｅｌ：Ｐ）別画像の入出力動作がなされて、２次元的に画像をディスプレイまたは被写体を撮影して電気的な画像信号に変換することを可能にするために、電極がシリコン光素子パネル２５０のベースとなる基板１にパターニングされる。
【００９８】
したがって、シリコン光素子２００が二次元アレイに配列されてなるシリコン光素子パネル２５０を利用すれば、カラー画像を２次元的に入力または出力できる。この時、１画素当りＲ、Ｇ、Ｂ用の第１ないし第３シリコン光素子部分Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを持つシリコン光素子２００が位置する。
【００９９】
シリコンに基づいた基板１に前記のようなシリコン光素子２００の二次元アレイからなるシリコン光素子パネル２５０で、電極は前述したように、各画素Ｐ別画像の入力または出力動作が可能になるように基板１にパターニングされる。
【０１００】
前記のようなシリコン光素子パネル２５０を利用すれば、別途のカラーフィルタなしにもカラー画像を具現できる。
【０１０１】
ここで、さらに鮮明なカラー画像を具現できるように、カラーフィルタ（図示せず）を前記シリコン光素子パネル２５０の前面にさらに備えてもよい。
【０１０２】
以上説明したように、カラー画像を入力または出力できる本発明による画像入出力装置は、画像の入力及び出力側面で次のように多様な変形が可能である。画像の入力及び出力側面での本発明による画像入出力装置の多様な変形は、画像の入力または出力を制御する回路構成の変更に起因する。
【０１０３】
すなわち、本発明による画像入出力装置は、図１３に示すように、画像入力及び画像出力がそれぞれ交互に配置された画素Ｐからなるように形成できる。図１３で斜線をひいた画素は、画像入力画素、すなわち、本発明によるシリコン光素子２００が受光素子として使われる画素、斜線をひいていない画素は、画像出力画素、すなわち、本発明によるシリコン光素子２００が発光素子として使われる画素を意味する。
【０１０４】
図１３に示すように、本発明による画像入出力装置は、シリコン光素子パネル２５０内で画像入力及び画像出力が相異なるシリコン光素子２００を使用して行われるように構成できる。
【０１０５】
ここで、画像入力画素及び画像出力画素の配置は多様に変形できる。例えば、シリコン光素子パネル２５０内で所定領域に位置した画素は、画像入力画素として使われ、残りの領域に位置した画素は、画像出力画素として使われる。
【０１０６】
また、シリコン光素子２００が発光素子及び受光素子として使用が可能なために、図１３に例示したような画像入力及び画像出力が相異なるシリコン光素子２００を使用して行われるようになっている本発明による画像入出力装置で、画像入力画素及び画像出力画素は互いに変更でき、その画像入力画素及び画像出力画素の数の変更も可能である。これは、画像入力画素及び画像出力画素を必要に応じて変更できるように、本発明による画像入出力装置の駆動または制御回路及びアルゴリズムを構成することにより実現できる。
【０１０７】
また、本発明による画像入出力装置は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、シリコン光素子パネル２５０内で画像入力及び画像出力が、同一シリコン光素子２００を通じて時間差をおいて行われるように構成されてもよい。図１４Ａは、本発明による画像入出力装置のシリコン光素子パネル２５０で画像入力がなされる状態、図１４Ｂは、本発明による画像入出力装置のシリコン光素子パネル２５０で画像出力がなされる状態を示す。
【０１０８】
本発明による画像入出力装置は、前記実施形態以外にも本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形及び具体化できる。
【０１０９】
以上説明したような本発明による画像入出力装置は、画面内に直接的に光情報を入力できるので、例えば、コンピュータ用モニタ、テレビ、特にデジタルテレビ、携帯端末機などの画像通信または両方向情報伝達が可能な機器に画像入力または出力装置として使われうる。
【０１１０】
この時、以上説明したような本発明による画像入出力装置は、単一パネル内で画像の入力及び出力がなされるので、このような本発明による画像入力または出力装置を利用すれば、画像通信時に別途のカメラが不要である。
【０１１１】
ここで、前記携帯端末機は、移動電話、個人情報端末機（ＰＤＡ）など多様な種類の携帯可能な通信用機器である。
【０１１２】
また、本発明による画像出力装置を利用すれば、単一パネル内で画像の入力及び出力が行われるので、作業者の正面姿を撮って伝送でき、躍動感のある画像通信が可能である。
【０１１３】
以上では、本発明による画像入出力装置が単一基板１にシリコン光素子２００が二次元アレイに配列形成されてなる単一のシリコン光素子パネルを備えると説明及び図示したが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、本発明による画像入出力装置は、シリコン光素子パネルを複数個以上組み合わせてさらに大画面で構成することもできる。
【０１１４】
図１５は、前記のような本発明による画像入出力装置がデジタルテレビに使われる実施形態を示した図面である。
【０１１５】
図１５に示すように、本発明による画像入出力装置は光無線リモコン３５０を利用して、画面３１０内に情報を入力するか、メニューの選択が可能に設けられたデジタルテレビ３００に使われうる。前記光無線リモコン３５０は、光ポインタのように特定の範囲内のみに光を照射するように設けられる。光無線リモコン３５０から画面３１０内の特定領域、例えば、所定メニュー３３０に情報光信号が照射されれば、その特定領域に位置した受光素子として機能するシリコン光素子２００は、この光信号を受信し、この受信された光信号によって、例えば、デジタルテレビ３１０のチャンネルを変えるか、またはインターネット作業を行える。
【０１１６】
それ以外にも、本発明による画像入出力装置は、両方向光情報伝達が要求される多様な機器に応用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、シリコン光素子と、それを適用した画像入出力装置の関連技術分野、たとえば、デジタルテレビなどに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図３】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図４】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図７】本発明の一実施形態によるシリコン光素子製造工程を示す図面である。
【図８】ポリシリコンの表面を示す図面である。
【図９】インプラントされる事前非晶質化物質の分量と、ポリシリコンのグレインの平均直径との関係を示す図面である。
【図１０】微小欠陥屈曲部分及び極めて薄くドーピングされたドーピング領域のｐ−ｎ接合部位の量子構造を示す図面である。
【図１１】図１ないし図７の製造工程によって複数波長の光を発光または受光するように製造されたシリコン光素子の一シリコン光素子部分をおおむね示す図面である。
【図１２】本発明の一実施形態による画像入出力装置をおおむね示す平面図である。
【図１３】画像入力及び出力側面での本発明による画像入出力装置の一実施形態をおおむね示す平面図である。
【図１４Ａ】画像入力及び出力側面での本発明による画像入出力装置の他の実施形態をおおむね示す図面である。
【図１４Ｂ】画像入力及び出力側面での本発明による画像入出力装置の他の実施形態をおおむね示す図面である。
【図１５】本発明による画像入出力装置がデジタルテレビとして使われる実施形態を示す図面である。
【符号の説明】
【０１１９】
１    基板、
４０    シリコン酸化層、
５１、５３、５５    第１微小欠陥屈曲ないし第３微小欠陥屈曲、
７１、７３、７５    第１ないし第３ドーピング領域、
８１    第１電極、
Ｉ    Ｒ用の第１シリコン光素子部分、
II    Ｇ用の第２シリコン光素子部分、
III    Ｂ用の第３シリコン光素子部分。
【図１】
2006148142.tif 000003
【図２Ａ】
2006148142.tif 000004
【図２Ｂ】
2006148142.tif 000005
【図２Ｃ】
2006148142.tif 000006
【図２Ｄ】
2006148142.tif 000007
【図２Ｅ】
2006148142.tif 000008
【図３】
2006148142.tif 000009
【図４】
2006148142.tif 000010
【図５Ａ】
2006148142.tif 000011
【図５Ｂ】
2006148142.tif 000012
【図６】
2006148142.tif 000013
【図９】
2006148142.tif 000014
【図１０】
2006148142.tif 000015
【図１１】
2006148142.tif 000016
【図１２】
2006148142.tif 000017
【図１３】
2006148142.tif 000018
【図１４Ａ】
2006148142.tif 000019
【図１４Ｂ】
2006148142.tif 000020
【図１５】
2006148142.tif 000021
【図７】
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【図８】
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