Abstract
隨著通訊在速度需求上的與日俱增，職司光電訊號轉換的模組成為構架高速光纖通訊系統的關鍵。長波長檢光器即是關鍵元件之一。吾人的研究著重於實現高速、高效率之砷化銦鎵 p-i-n檢光器。一般而言，檢光器可製為面入射型（surface-coupled）與邊緣入射型（edge-coupled）。在面入射型方面，考慮到光引入的難易，研究重點為在不縮小光接收面積的前提下提高元件的操作速度。在邊緣入射型方面，雖然這型元件本質上可以避免速度與效率間的矛盾，但因傳統上其光入射面對製程的敏感性較高，使得良率的穩定性受到質疑，因此研究重點為在不影響元件操作速度下對光入射面提供保護措施。 針對面入射型檢光器，吾人提出並應用『分離載子路徑（decoupled carrier paths）』的觀念，使元件的接面電容減小但卻仍保有相同載子遷移時間，進而獲得元件速度上的提升。另外，對於邊緣入射型檢光器，吾人採用『pseudowindow』的概念提供一電中性的保護層置於傳統光入射面之前，因過厚的保護層會使大量載子生成於電中性區而使元件速度減緩，但過薄又無法提供保護作用，是以pseudowindow的厚度必須藉由實驗做最佳化的選擇。 經由實際量測，在面入射型檢光器方面，藉由分離載子路徑結構，元件在1.3微米波長下獲致17.3 GHz的3dB頻寬以及76% 的量子效率，相較於對照的元件，獲致約2 GHz 的增益，經此驗證此結構的可行性。但由於異質接面的影響，元件呈現較不良低電壓特性。在邊緣入射型檢光器方面，經數據分析證明pseudowindow的應用使得元件在承受諸如劈裂（cleavage）、鍍抗反射層（anti-reflection coating）之後仍能保有高良率，並且在適當的厚度下不會影響元件的效率及速度。吾人所獲致此類檢光器在1.3微米波長下的最大頻寬為9.6 GHz，最高量子效率為90%。