(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】シリコン基板を準備する工程と、基板一面の少なくとも一部位に、微小キャビティを持つ微小欠陥屈曲を形成するためのポリシリコンを形成する工程と、ポリシリコンが形成された基板の面を酸化させるシリコン酸化層の形成過程で、ポリシリコンと前記基板をなす物質との酸化率差に起因して、シリコン酸化層と基板との界面に微小キャビティを持つ微小欠陥屈曲を形成する工程と、シリコン酸化層のポリシリコンが形成されていた部位をエッチングして、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、露出された微小結合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】
シリコンベースの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に、所望の微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成するための所定深さのポリシリコンを形成する工程と、
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、ポリシリコンと前記基板をなす物質との酸化率差に起因して、前記シリコン酸化層と基板との界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する工程と、
前記シリコン酸化層の前記ポリシリコン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結合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望の深さまで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に形成する工程と、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深さ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５】
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、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４に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項６】
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４に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項７】
前記酸化工程は、酸素及び塩素ガス雰囲気下で行われることを特徴とするシリコン光素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸化工程は、酸素及び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９】
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８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１０】
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８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１１】
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１０に記載のシリコン光素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし８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１３】
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１２に記載のシリコン光素子。
【請求項１４】
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１３に記載のシリコン光素子。
【請求項１５】
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１２に記載のシリコン光素子。
【請求項１６】
シリコンベースのｎ型またはｐ型の基板に画像を入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１２項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１７】
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１６に記載の画像入出力装置。
【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に記載の画像入出力装置。
【請求項１９】
前記基板には、シリコン光素子パネルから各画素別に画像の入出力動作を可能とする電極がパターニングされたことを特徴とする請求項１６に記載の画像入出力装置。
【請求項２０】
前記シリコン光素子は、相異なる波長の光を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１６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及び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をもって高集積度に集積でき、シリコンが廉価なために、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、シリコンベースの発光素子を作ろうという研究が進みつつある。
【０００４】
本出願人は、特許文献１などに、シリコンベースの基板に、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ことがある。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：ｍＩｃｒｏｄｅｆｅｃｔ）形状の周期が、特殊な酸化条件及び拡散工程中に自然に形成された。したがって、微小欠陥の均一な具現及び再現が非常に困難であった。
【０００５】
前記特許文献１にも言及されているように、極めて薄い（ｕｌｔｒａ  ｓｈａｌｌｏｗ）拡散により形成された量子構造を通じて受光または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（ｍＩｃｒｏｃａｖＩｔｙ  ｌｅｎｇｔｈ）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、シリコンベースの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に、所望の微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成するための所定深さのポリシリコンを形成する工程と、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、ポリシリコンと前記基板をなす物質との酸化率差に起因して、前記シリコン酸化層と基板との界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する工程と、前記シリコン酸化層の前記ポリシリコン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結合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】
ここで、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望の深さまで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に形成する工程と、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深さ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。
【００１１】
ここで、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、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。
【００１２】
前記酸化工程は、酸素及び塩素ガス雰囲気下で行われる。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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は、前記特徴のうち少なくともいずれか一つを含む方法で製造できる。
【００１７】
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、シリコンベースのｎ型またはｐ型の基板に画像を入出力できるシリコン光素子が、前記シリコン光素子であり、かつ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ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるシリコン光素子の製造方法によれば、ポリシリコンとシリコンとの酸化率差を利用して、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するように、相異なる深さを持つ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り、波長選択性の高いシリコン光素子を実現できる。
【００１９】
また、相異なる深さに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発光または受光できるシリコン光素子を実現できる。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【００２２】
以下、添付された図面を参照しつつ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。
【００２３】
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の製造工程を示す。
【００２４】
図１を参照すれば、まず、シリコンベースの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ＳＩ、ＳＩＣのような半導体物質、またはダイアモンドで形成され、ｎ型にドーピングされている。前記基板１としては、シリコンベースのウェーハを使用できる。
【００２５】
次いで、図２Ａないし図２Ｄ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２Ｃ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、相異なる深さのポリシリコンを３つの領域に形成する実施形態を示す。
【００２６】
図２Ａを参照すれば、基板１上に第１ポリシリコン（図２Ｄの１５）を形成しようとする所定部位がオーンされたフォトレジスト層１１を形成する。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。
【００２７】
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させる物質（以下、事前非晶質化物質）を所定深さまで注入して、基板１の表面から所定深さまで第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。この時、インプラント時間またはパワーを調節すれば、事前非晶質化物質がインプラントされる深さを制御でき、所望の深さに事前非晶質化物質を注入できる。
【００２８】
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２Ｄ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。
【００２９】
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注入して、第２非晶質シリコン２３を作る。この時、第２非晶質シリコン２３は、第１非晶質シリコン１３とは異なる深さ、すなわち、他の厚さに形成される。図２Ｂでは、第２非晶質シリコン２３が第１非晶質シリコン１３より深く形成される例を示す。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。
【００３０】
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２Ｄ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。
【００３１】
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注入して、第３非晶質シリコン３３を作る。この時、第３非晶質シリコン３３は、第１及び第２非晶質シリコン２３とは異なる深さ、すなわち、他の厚さに形成される。図２Ｃでは、第３非晶質シリコン３３が第１及び第２非晶質シリコン１３、２３より深く形成される例を示す。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２１は除去される。
【００３２】
前記のように、第３非晶質シリコン３３を作った後、フォトレジスト層３１を除去すれば、基板１の所定部位に互いに離隔して基板１の表面から相異なる深さまで第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。
【００３３】
前記第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３を相異なる厚さに形成するために、事前非晶質化物質を注入するインプラント時間またはパワーなどを異ならせる。
【００３４】
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２Ｄ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。したがって、相異なる深さを持つ第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５が得られる。
【００３５】
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。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（ＳＩ＋）や不活性元素になりうる。
【００３６】
第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５の厚さは、後続の酸化工程により得られる微小欠陥屈曲が、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するように決まる。
【００３７】
次に、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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られる。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。
【００４０】
酸化工程は、少なくとも第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５のうち中間深さを持つ第２ポリシリコン２５と基板１との境界を過ぎた地点まで、シリコン酸化層４０になるまで進めることが望ましい。酸化工程は、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５のうち最も深い深さを持つ第３ポリシリコン３５と基板１との境界、またはその境界を過ぎた地点まで、シリコン酸化層４０になるまで進めてもよい。
【００４１】
このようなシリコン酸化層４０の形成過程で、ポリシリコンと基板１をなす物質、例えば、結晶質シリコンの酸化率が相異なるために、ポリシリコンの深さによってシリコン酸化層４０と基板１との境界に形成される微小欠陥屈曲の微小キャビティ長が相異なる。
【００４２】
図８Ａは、非晶質シリコンを形成せず、結晶質シリコンを直ちに酸化させてシリコン酸化層を形成する時のシリコン酸化層と、基板に該当するシリコン層との界面（以下、ＳＩＯ２／ＳＩ界面）のＡＦＭイメージを示す。図８Ｂは、非晶質シリコンを５００Å深さに形成した時のＳＩＯ２／ＳＩ界面のＡＦＭイメージを示す。図Ｃは、非晶質シリコンを２０００Å深さに形成した時のＳＩＯ２／ＳＩ界面のＡＦＭイメージを示す。
【００４３】
図８Ａないし図８Ｃの結果は、次の条件下で得られた結果である。３つのサンプル（すなわち、シリコンウェーハ自体、５００Åの非晶質シリコンが形成されたシリコンウェーハ、２０００Åの非晶質シリコンが形成されたシリコンウェーハ）を酸素（Ｏ２）２５００ｓｃｃｍ、窒素（Ｎ２）４５００ｓｃｃｍ及び塩素（Ｃｌ２）２０ｓｃｃｍガス雰囲気下で６５０Ｔｏｒｒの工程圧力、１７時間の酸化時間の酸化条件下で酸化させた。この酸化させた３種のサンプルを、シリコンチップを利用するＡＦＭを使用して、９０μｍ×９０μｍのスキャン範囲でスキャンした。ここで、図８Ｂ及び図８Ｃのサンプルは、シリコンウェーハ上に非晶質シリコンをそれぞれ５００Åと２０００Å形成後、ファーネスに入れて高温工程によりポリシリコンに作った後、酸化工程を進めたものである。この時、別途の時間を割愛してポリシリコンを作ったものではなく、酸化工程のためにファーネス温度を１１５０℃まで高める過程で自然に非晶質シリコンがポリシリコンに変形されたものである。
【００４４】
図８Ａないし図８Ｃの場合、微小キャビティ長はそれぞれ約４．５μｍ、約５μｍ、約７μｍであった。本実験結果では、微小キャビティ長が数μｍであったが、その長さは、非晶質シリコン深さ及び形成条件によってｎｍ単位に縮めることができる。微小キャビティ長は、図９に示すように、微小欠陥屈曲の谷からピークまでを微小欠陥高さとする時、微小欠陥高さの半分になる位置での微小欠陥間の間隔で測定した。
【００４５】
図８Ａないし図８Ｃを比較したところから分かるように、ポリシリコンを形成した場合がポリシリコンを形成しない場合に比べて、酸化層の形成時、シリコン酸化層とシリコン層との界面に形成される大きい微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲が形成される。
【００４６】
また、図８Ｂ及び図８Ｃを比較したところから分かるように、ポリシリコンと結晶質シリコンとの酸化率差によって、ポリシリコンを深く形成するほど大きい微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲が形成される。
【００４７】
たがって、Ｒ、Ｇ及びＢ光をそれぞれ発光または受光できる微小キャビティ長を持つ微小欠陥屈曲を形成しようとする場合には、Ｒ光を発光または受光するように微小欠陥屈曲を形成しようとする位置にポリシリコンを最も深く形成し、Ｂ光を発光または受光するように微小欠陥屈曲を形成しようとする位置にポリシリコンを最も薄く形成する。
【００４８】
図２Ａないし図２Ｄでは、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、例えば、Ｂ、Ｇ及びＲ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するように、事前非晶質化物質を、最も浅く注入して第１非晶質シリコン１３を形成し、中間深さまで注入して第２非晶質シリコン３３を形成し、最も深く注入して第３非晶質シリコン３３を形成した例を示す。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が最も浅く形成され、それにより、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち波長が最も短いＢ光の波長に対応する小さな周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できる。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は中間深さに形成され、それにより、Ｇ光の波長に対応する中間周期を持つ微小欠陥屈曲を形成できる。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は最も深く形成され、それにより、波長が最も長い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。
【００４９】
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、前記のように相異なる深さを持つ第１ないし第３非晶質シリコン１３、２３、３３のグループは、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めれば、例えば、画素単位でカラー画像信号に該当する光を入出力できるパネルが得られる。
【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欠陥を除去する。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の形成をもたらし、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より粗く形成させて、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】
前記のような工程を通じて相異なる深さを持つ第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５を形成し、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の拡大部分に示したように、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。
【００５３】
この時、第１ないし第３ポリシリコン１５、２５、３５の深さが相異なるために、ポリシリコンと単結晶質シリコンとの酸化率差によって、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相異なって形成される。
【００５４】
第１微小欠陥屈曲５１領域の微小欠陥は、例えば、Ｂ波長領域の光を発光または受光できる周期に形成できる。第２微小欠陥屈曲５３領域の微小欠陥は、例えば、Ｇ波長領域の光を発光または受光できる周期に形成できる。第３微小欠陥屈曲５５領域の微小欠陥は、例えば、Ｒ波長領域の光を発光または受光できる周期に形成できる。
【００５５】
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。図５Ａ及び図５Ｂには、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。
【００５６】
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の部分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。
【００５７】
次いで、図６を参照すれば、シリコン酸化層４０の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、例えば、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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を形成できるならば、例えば、インプランテーション工程も使われうる。
【００６０】
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。
【００６１】
前記のように、ドーピング領域が極めて浅い深さに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奏することができる。
【００６２】
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。
【００６３】
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程度になる。
【００６４】
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。
【００６５】
拡散工程中、適正な拡散温度及び基板１表面の微小欠陥屈曲による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に調節され、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。
【００６６】
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深く生じ、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生じる。
【００６７】
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起こり、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。この二つ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。
【００６８】
しかし、シリコン酸化層４０を、シリコン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、シリコン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。
【００６９】
前記のように、空孔及びシリコン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。
【００７０】
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が相異なる周期に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、Ｂ、Ｇ、Ｒ波長の光をそれぞれ発光または受光できる周期に形成される。
【００７１】
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、Ｂ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Ｒ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。
【００７２】
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、深さの相異なる第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Ｂ、Ｇ、Ｒ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、一枚のウェーハに同時にＲ、Ｇ、Ｂを具現できる。一方、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、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具現のために３回の酸化工程を別々に進行しなければならない。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ほぼ３倍になる。一方、本発明は、長時間を要する酸化工程回数を減らすことができて、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。
【００７３】
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枚のウェーハ上でパターン状に具現できる。
【００７４】
以上では、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を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部分またはその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。
【００７５】
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することもできる。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、所望の色光に対応する深さにポリシリコンが形成されるように、事前非晶質化物質の注入深さを調節して非晶質シリコンを形成すればよい。
【００７６】
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２Ｄのポリシリコンを作る工程のうち、図２Ｂ及び図２Ｃの工程が省略できる。
【００７７】
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概略的に示す。
【００７８】
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、実質的に前述したものと同じ部材を表す。図８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。
【００７９】
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、前記酸化過程で所定深さを持つポリシリコンと結晶質シリコンとの酸化率差に起因して、所定微小キャビティ長にシリコン酸化層４０と基板１との界面に形成され、かつ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。
【００８０】
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の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、発光素子または受光素子として使われうる。
【００８１】
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を行える。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。
【００８２】
また、前記シリコン光素子は、次のように受光素子としての機能を行える。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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、青色波長帯域（Ｂ）、緑色波長帯域（Ｇ）及び赤色波長帯域（Ｒ）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、緑色及び青色光を発光または受光できるシリコン光素子を形成できる。
【００８５】
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、多様な深く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。
【００８６】
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、所望の特定波長帯の選択及び増幅に優れた効果を持つシリコン光素子を製造できる。
【００８７】
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。
【００８８】
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深さ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と結晶質シリコンの酸化率の差により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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
図１２は、本発明の一実施形態による画像入出力装置を概略的に示す平面図である。
【００９２】
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型のシリコンベースの単一基板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のと実質的に同じ意味である。
【００９３】
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。
【００９４】
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を行う。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
シリコンベースの基板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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
以上説明したように、カラー画像を入出力できる本発明による画像入力または出力装置は、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、画像の入出力を制御する回路構成の変更に起因する。
【０１０２】
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でなされ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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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出力装置として使われうる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
また、本発明による画像入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るので、躍動感のある画像通信が可能である。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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】
【０１１６】
本発明は、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の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【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８Ａ】非晶質シリコンを形成せずに、結晶質シリコンを直ちに酸化させてシリコン酸化層を形成する時のＳＩＯ２／ＳＩ界面のＡＦＭイメージを示す図面である。
【図８Ｂ】非晶質シリコンを５００Å深さに形成した時のＳＩＯ２／ＳＩ界面のＡＦＭイメージを示す図面である。
【図８Ｃ】非晶質シリコンを２０００Å深さに形成した時のＳＩＯ２／ＳＩ界面のＡＦＭイメージを示す図面である。
【図９】微小欠陥屈曲での微小キャビティ長、すなわち、微小欠陥間の間隔の定義を示す図面である。
【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概略的に示す図面である。
【図１２】本発明の一実施形態による画像入出力装置を概略的に示す平面図である。
【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概略的に示す平面図である。
【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概略的に示す図面である。
【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概略的に示す図面である。
【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】
【０１１８】
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    Ｂ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    Ｒ用の第３シリコン光素子部分、
【図１】
2006165544.tif 000003
【図２Ａ】
2006165544.tif 000004
【図２Ｂ】
2006165544.tif 000005
【図２Ｃ】
2006165544.tif 000006
【図２Ｄ】
2006165544.tif 000007
【図３】
2006165544.tif 000008
【図４】
2006165544.tif 000009
【図５Ａ】
2006165544.tif 000010
【図５Ｂ】
2006165544.tif 000011
【図６】
2006165544.tif 000012
【図９】
2006165544.tif 000013
【図１０】
2006165544.tif 000014
【図１１】
2006165544.tif 000015
【図１２】
2006165544.tif 000016
【図１３】
2006165544.tif 000017
【図１４Ａ】
2006165544.tif 000018
【図１４Ｂ】
2006165544.tif 000019
【図１５】
2006165544.tif 000020
【図７】
2006165544.tif 000021
【図８Ａ】
2006165544.tif 000022
【図８Ｂ】
2006165544.tif 000023
【図８Ｃ】
2006165544.tif 000024