標題: 砷化鎵/ 砷化鋁鎵雷射掃描器研製
作者: 王德威
WANG, DE-WEI
李建平
雷添福
LI, JIAN-PING
LEI, TIAN-FU
光電工程學系
關鍵字: 砷化鎵;砷化鋁鎵;雷射;掃描頻率;飽和模式;擴散長度;液相磊晶;鋅擴散;ASGA;ALGAAS;SATURATION-MODE;DIFFUSION-LENGTH;ZN-DIFFUSION
公開日期: 1988
摘要: 利用雷射光掃瞄,在雷射印表機、雷射唱盤、積體光學等各方面都有很高的應用價值 ,因此一個輕巧、堅固、能快速掃瞄且具有較大掃瞄範圍的雷射掃瞄器是迫切需要的 。 本論文在研製一種純粹以電子控制的雷射掃瞄器。由於沒有機械式掃瞄時的磨擦、慣 性等現象,因而掃瞄頻率將可大幅提高。本元件是以砷人鎵、砷化鋁鎵為材料,由P- n-P 電晶體結構所製成。我們並使其中P的濃度遠大於n的濃度。根據半導體在不對 稱增益,雷射光會偏斜出射的現象,如果我們控制兩個P極偏壓之比,就可以控制增 益的分佈曲線,也因此控制了出射光的方向。 在本論文的理論部份,我們使用了用來解釋在不對稱增益下所以有偏斜出射光的模型 來預測本元件結構的特性。經過理論的分析,我們得到此元件應在飽和模式(Satur- ation mode)下操作,且基極寬度應和少數載子的擴散長度(diffusion length)相 近。若基極寬度太大將造成兩道光出射的現象,但基極寬度太小時,出射光的角度會 很小。因此,基極寬度將視需要而審慎選定。計算結果得到,當基極寬度為5μm時 ,角度變化可由0°到2.23°;當基極寬度為7μm及10μm時,最大角度為 3.33°,4.71°。但在基極寬度過高時(≧10μm)且當兩正極均正向偏 壓時可能有兩道出射光。 在元件的製作過程中,液相磊晶(LPE )和鋅擴散(Zn diffusion)是最重要的兩個 步驟。首先我們利用液相磊晶法完成四層n型晶體的成長,接著做鋅擴散以造成P型 區域。藉著掃瞄式電子顯微鏡(SEM )的觀察,我們清楚的看到了四層晶體長成和鋅 擴散的情形,元件亦做了電流-電壓關係曲線的測量(I-V curve ),由圖形可確知 P-n 接面已形成,截止電壓為1.1∼1.6V,電阻值約為16∼28Ω。於實驗 中我們發現封管式(close-tube)的鋅擴散很不容易控制,另外我們亦發現,在進行 鋅擴散時,若n型區域很小,砷化鎵(GaAs)是很合遉的保護材料。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT772123045
http://hdl.handle.net/11536/53699
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