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研究生： 周冠羽
K-Y Chou
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
指導教授： 紀國鐘
Gou-Chung Chi
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 83
中文關鍵詞： 離子佈植 、閉管擴散 、砷化銦鎵 、平面型光偵測器
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    • 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。

    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

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