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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/23435
標題: | 金屬-半導體-金屬鍺基紅外光偵測器 Metal-Semiconductor-Metal Infrared Photodetectors Based on Germanium |
作者: | Che-Sheng Lin 林哲勝 |
指導教授: | 郭宇軒 |
關鍵字: | 鍺,光偵測器,偵測器,金屬-鍺-金屬,鍺光偵測器, Germanium,Metal-Germanium-Metal,Photodetector,Detector,Germanium Photodetector, |
出版年 : | 2010 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 隨著日益增加的光學成像系統需求,現今開發此系統的重要性已逐漸提高,而其中近紅外光的偵測器,對光學成像系統來說是一重要領域,該元件在紅外線頻譜下有高光電轉換效率,而且光學成像系統也很需要一些較低成本、且充足工作速度的光偵測器。由於鍺元素在1550 nm的近紅外光譜具有高吸收能力,所以鍺也是很適合用來當作近紅外光偵測器之吸收材料。
本論文研究主題主要聚焦在金屬-鍺-金屬的光偵測器上,並且將此光偵測器應用於近紅外光光學成像系統。此元件藉由在表面鋪上指叉電極,使元件能易於施加較強大的電場在表面上,強化元件的表現。探討的主題包含元件工作時的暗電流、光子轉換成電子的響應率、以及工作速度的頻率響應等三項,元件製備有1000 nm、500 nm等兩種指叉電極間隔(其電極與間隔比例為1:1)。而在1伏特的工作偏壓下,帶有1000 nm指叉電極間隔及500 nm指叉電極間隔的暗電流分別為6.6×10-4 (A) 以及1.7×10-3 (A),而其光子在1550 nm光波長下轉換成電子的響應率,在4伏特的偏壓下,則會有著0.83 (A/W) 以及0.43 (A/W) 的效率,對於頻率響應方面來說,在4伏特的工作偏壓下,則也有著0.21 GHz以及0.54 GHz的表現。由上述的表現可得知,鍺基金屬-半導體-金屬結構之光偵測器可應用於光學成像系統上,並提供高響應率及適當速度。 To meet the demands of optical imaging systems now, the near-infrared detector is one of the key components to detector the near-IR signal. Also, the imaging systems require detectors with low cost, high efficiency, and high speed. Because of high absorption capability at 1550 nm, germanium is suitable for near-infrared detector applications. This thesis focuses on metal-germanium-metal photodetectors for near-infrared imaging system. The electric field in the device is strengthened to enhance the performance by depositing the interdigitated electrodes on Ge. We investigate the dark current, responsivity, and cut-off frequency. The devices with 500 nm and 1000 nm spacing (1:1 ratio for electrode and spacing) have been fabricated and characterized, showing dark current of 1.7×10-3 (A) and 6.6×10-4 (A) at 1V, responsivity of 0.43 (A/W) and 0.83 (A/W) in the wavelength 1550 nm at 4V, and the frequency response of 0.54 GHz and 0.21 GHz at 4V, respectively. This study shows the Ge MSM photodetector can be suitably applied in the optical imaging systems with high responsivity and moderate speed. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/23435 |
全文授權: | 未授權 |
顯示於系所單位: | 電子工程學研究所 |
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