砷化銦鎵的電性研究與平面型PIN光偵測器的製作

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周冠羽(K-Y Chou) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

砷化銦鎵的電性研究與平面型PIN光偵測器的製作
(Electrical properties of InGaAs and the fabrication of AlInGaAs/InGaAs/InP laterial PIN photodetectors)

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摘要(中)

材料的特性方面，經過X-ray繞射(XRD)，光激光譜(PL)，及霍爾測試(Hall measurement)等量測獲得磊晶層之電特性與光特性如下：在300K時，晶格不匹配(Lattice mismatch)為332.4ppm，能隙為0.751eV，載子型別為n型，載子濃度為2 1015 /cm3，載子遷移率為3400cm2/v s。
在材料電性的研究方面。對於以離子佈植法摻雜Si+活化形成n+型半導體方面，我們已有不錯的實驗成果，將載子濃度由2 1015 /cm3提高到1 1018 /cm3以上。在摻雜Zn+轉變電性形成p+型半導體的方面，由Hall量測的結果，我們的實驗結果顯示，在面摻雜量為1 1014/cm2以上，以及8000C以上的活化溫度，比較容易成功將雜質活化。
在平面型PIN光偵測器的製作上，我們初步的嘗試也得到令人期待的結果。在逆偏壓10伏特時的暗電流，以擴散方式製作的元件有較小的暗電流，暗電流密度為1.12 10-3(A/cm2)；而以離子佈植方式所製作的元件有較大的暗電流，暗電流密度為4.2 10-2(A/cm2)。而元件漏電流大小也與元件面積成正相關。

關鍵字(中)

★ 離子佈植
★ 閉管擴散
★ 砷化銦鎵
★ 平面型光偵測器

關鍵字(英)

論文目次

摘要……………………………………………….……….Ⅰ
目錄…………………………………………………..……Ⅲ
圖目…………………………………………………..……Ⅴ
表目……………………………………………………..…Ⅶ
第一章導論……………………………………………1
第二章實驗原理…………………………….………...7
2-1 雜質的摻雜………………………………….………...7
2-2 離子佈植的基本理論…………………………………8
2-2.1 離子佈植的分佈與範圍
2-2.2 脫序
2-2.3 退火
2-2.4 通道效應
2-3 基本擴散理論…………………………….………….12
2-4 霍爾量測………………………………….………….14
2-5 PIN光偵測器的工作原理……………………………15
2-5.1量子效率與吸收係數
2-5.2暗電流機制
第三章實驗裝置與實驗方法………………….……..27
3-1砷化銦鎵的離子佈植實驗…………………….…..…27
3-1.1 霍爾量測實驗裝置
3-1.2 試片處理步驟
3-2 以離子佈植法製作平面型PIN光偵測器…….……30
3-2.1 離子佈植系統
3-2.2 元件製程步驟
3-3以閉管擴散法製作平面型PIN光偵測器…………..35
3-3.1 閉管擴散裝置
3-3.2 元件製程步驟
第四章實驗結果與討論……………………………...52
4-1 材料特性的量測…………………………….…...……52
4-1.1 x-ray繞射量測
4-1.2 光激發光光譜量測
4-1.3電性量測
4-2材料離子佈植摻雜後的電性變化…………………….53
4-2.1以離子佈植方式摻雜Si
4-2.2以離子佈植方式摻雜Zn
4-3 以離子佈植法製作的平面型PIN光偵測器….………55
4-3.1霍爾量測
4-3.2 ECV量測
4-3.3 I-V特性量測
4-4 以閉管擴散法製作的平面型PIN光偵測器………...58
4-4.1 霍爾量測
4-4.2 I-V特性量測
第五章結論與未來工作……………………………….76
5-1 結論……………………………………………………76
5-2 未來工作………………………………………………77
參考文獻……………………………………………………82

參考文獻

參考文獻
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指導教授

紀國鐘(Gou-Chung Chi)

審核日期

2000-7-19

推文