矽質狹寬光偵測器之研製

Abstract

在使用光偵測器時，由於各類背景雜光的關係，通常須耦合一匹配之濾光器以增加信 號雜訊比。唯增加濾光片會增加反射之介面數、價格以及裝置的麻煩等問題。因此把 光偵測器與濾光器合併在同一基片上，製成一具濾光效應之偵測元件，即有相的價值 。目前在許多以LED 為光源之紅外線遙控，通訊自動對焦等用途中，強烈的背影光線 導致元件及電路的飽和及雜訊之增加，必須有一相當狹窄頻寬之濾光片，方能避免此 種問題。 本文中我們選擇矽作材料，以便作成一峰值在0.94μm 附近的濾光式光偵測器。唯矽 對吸收變化並不急劇，若利用半導體本身厚度對光之選擇性，做為濾光的依據，將產 生二項缺點：(一)半頻寬太寬，2000 左右；(二)量子效率降低。故我們利用多層薄 膜之特性，直接將此多層膜製造於光二極上，以便改善上述二項缺點。 一般而言，濾光用之多層薄膜，為達濾光之效果，通常以增加多層薄層數的方法來濾 光，唯層數太多，製作成本昂貴且費時，針對此點，若利用非晶型矽對波長8000 以 下之光子強烈吸收的特質，則層數少之多層膜結構，將有可能達到獲頻寬之功能。 在此篇文章中將介紹濾光式偵測器之基本結構及理論分析，以電腦模擬，將二氧化矽 、非晶型矽組成之多層膜系統做一探討，並與利用矽本身厚度產生之濾光效果做一比 較。依據模擬出之數據與實驗比較，結果非常吻合。