Abstract
利用超晶格結構製造出多重量子井, 量子井中的束縛態的電子在符合量子條件下的躍遷性質, 可以用來製造偵測器, 而紅外光的光波能量較低, 其能量剛好介於砷化鎵與砷化鋁鎵的傳導子帶之間, 本論文所設計的偵測器, 量子井中僅存在一個束縛態, 束縛態中的電子吸收紅外光躍遷至傳導子帶中, 而形成光電流, 因此光電流與位障的寬度大小無關, 所以可以增加位障厚度來減少暗電流, 相對的提高元件的偵測度 (detectivity).採用的材料為砷化鎵與砷化鋁鎵多重超晶格結構. 這種偵測器的優點為:吸收波長的峰值可以藉由調變量子井的參數, 這些參數都可以在晶体成長的時候做適當的調整. 其次, 砷化鎵與砷化鋁鎵的成長均勻度與良率皆很高, 而且可以單石 (monolithic) 成長, 將附屬的應用電路一起製造成單一晶片做成積体電路. 單一元件的製造技術成熟後, 可以做成二維的偵測器陣列應用在電子照相系統.元件先以分子束磊晶法形成三十週期(或五十週期)的量子井結構,量子井寬度為四十埃之砷化鎵, 參雜濃度為1.5X1018 cm-3 矽原子, 位障為500 埃的砷化鋁鎵, 鋁含量為莫耳分量25%, 再磊晶上下的金屬接觸層各為 0.5um與 1.0 um 的砷化鎵參雜濃度為: 2X1018 cm-3 矽原子.元件製程包含五部份: 定義吸收區域的活性步驟 (active region),歐姆接觸範圍 (ohmic contact), 絕緣部份(isolation),光柵反射鏡 (grating mirror), 與接線 ( bounding ).量測方面包括, 暗電流量測, 磊晶特性分析, 光訊號響應量測與雜訊分析.