微微秒砷化鎵光導開關式光偵測器之研製

Abstract

在過去的十幾年當中，一個被稱為微微秒（１０秒）範圍的光電子領域已經出現了。 近來由於超短脈衝雷射和一些擁有高速的材料（例如：砷化鎵、磷化銦等）的發明和 發現 ，使得有能力去擴展一些光導開關式光偵測器的響應速度到達微微秒的範圍。 因為未摻雜質的半絕緣性砷化鎵晶片具高的移動率，短的載子生命期，高的黑暗電阻 率以及能承受高電場的能力等優點，所以這是選它做為我們材料基底的主要因素。 這類元件主要的原理是利用入射光的能量大於羊導體中能帶隙差，而激發電子－電洞 對。這些電子－電洞對產生的快慢與否主要決定入射雷射光的脈衝寬度，當光脈衝激 發了這些電子－電洞對，此時斷路電極之間的半導體區域，處於一個準金屬狀態，於 是能將一端加入的訊號傳遞到另外一端，再藉著半導體中電子和電洞的複合等，使得 它又自動地關閉，於是我們便利用這種開關式的光導特性做為一種高速的光偵測器。 利用它們快速的優點做一些應用，例如：取樣閘，電脈衝產生器，高功率光導開關和 寬頻光偵測器等，它們也易於在平面電路上製作。所以這種光導開關式光偵測器具有 結構簡單，易於積體化，且在低偏壓下擁有高速的響應速率，在近些年來，引起廣泛 的注意。 在這篇論文中，我們是以未摻雜質之半絕緣性砷化鎵晶片為基底，研製一些光導開關 元件。並且討論這些元件在不同結構和接觸下對它們響應時間，瞬時光電流的影響， 以及定性地敘述一些其餘的重要參數。