非晶矽光二極體之研究

Abstract

在本論文中，四種高速且高光暗電流比的非晶矽氫光二極體：蕭特基能障型，正本異 質接面型，雙異質接面型和正本負異質接面型非晶矽光二極體已研製成功並詳加探討 。 此四種光二極體的工作原理大致相同，我們同時也引入阻擋層效應的觀念來壓抑暗電 流以防止載子從電極入射。此外，由於非常高的內建電位，使正本異質接面型和雙異 質接面型光二極體中的本質層幾近完全空乏無自由載子，而在正本負異質接面型光二 極體中，其本質層亦因為內部高電場而空乏幾無自由載子存在。故光所產生之載子漂 移向各對應電極因其本質層中存有高電場，其光電流能在未加反向偏壓時已幾近飽和 狀態，所以，這些非晶矽氫光二極體能工作在非常低電壓。 在本論文中，獲如下結果：蕭特基能障型，其暗電流大約為E-１１至E-１２安培間， 而光暗電流比達E＋３ 至E＋４ 間在０．４５毫瓦╱平方公分，波長為６４００埃照 射下。正本異質接面型，其暗電流約為E－１２ 安培，而光暗電流比亦高達E＋４ 至 E＋５ 間。雙異質接面型和正本負異質接面型，其暗電流約在E－１２ 至E－１３ 間 ，而光暗電流比亦高達E＋４ 至E＋５ 間。在這些光二極體中，蕭特基能障型有最簡 單的結構，而正本負異質接面型有最好的二極體特性，這四種非晶矽氫光二極體，他 們的光響應時間約為５微秒。這些光二極體陣列可被應用於密著式線型影像感測器。