臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要研究GaAs/SiO2/Ge異質結構之光電特性。使用射頻磁控濺鍍技術依序將緩衝本質層(buffer layer)二氧化矽(SiO2)、砷化鎵(GaAs)薄膜沈積在 p 型(100)鍺基板上，經穿透光譜(Transmittance Spectrum)、掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM )、X-ray繞射儀(X-ray Diffractometer, XRD)、拉曼光譜(Raman Spectrum)等樣品薄膜分析後，得知薄膜之穿透率、吸收能隙、橫截面、結晶性等，進一步確認薄膜之結構和光特性。
本實驗主要探討三個部分，一是透過薄膜分析GaAs/Ge和GaAs/SiO2/Ge兩種結構，並討論SiO2厚度變化對結構的影響；二是探討照光下GaAs/Ge和GaAs/SiO2/Ge的電壓和電流變化；三是探討以射頻磁控濺鍍技術的砷化鎵的長晶品質。

In this work, a SiO2 buffer layer was first grown on Ge substrate, and then GaAs thin films were deposited on SiO2 buffer layer and Ge substrate by RF magnetron Sputter. Next, the sample is examined by Transsmittance Spectrum、Scanning Electron Microscope（SEM）、X-ray Diffractometer（XRD）、Raman Spectrum. The analysis of X-ray diffraction showed that all the GaAs thin films with and without SiO2 had a zinc blende structure. The optoelectronic characteristics of GaAs/SiO2/Ge heterostructure were investigated. The experiment focuses on three parts, one through the thin film analysis to discuss GaAs / Ge and GaAs/SiO2/Ge two structures, and discuss the impact of changes in the SiO2 thickness; second is to investigate the GaAs / Ge and GaAs/SiO2/Ge voltage and current changes under light illumination; Third, analyze RF magnetron sputtering of GaAs crystal growth technology quality.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 2
第二章 理論基礎與文獻回顧 3
2.1砷化鎵基本結構與物理特性 3
2.2濺鍍原理 3
2.2.1電漿原理 3
2.2.2射頻反應式磁控濺鍍原理 4
2.3異質接面之基本理論 5
2.3.1異型異質接面能帶圖 5
2.3.2 N-p異質接面內部電場分佈與內建電位障 6
2.3.3空乏區的產生 8
2.4 P-N異質接面載子傳輸機制 9
2.4.1擴散傳輸機制 9
2.4.2漂移傳輸機制 10
2.4.3生成及復合傳輸機制 12
第三章 實驗方法與步驟 14
3.1實驗材料 14
3.2實驗設備 15
3.2.1射頻磁控濺鍍機(RF magnetron sputter) 15
3.3實驗流程 16
3.3.1基板清洗 16
3.3.2二氧化矽薄膜之製備 16
3.3.3砷化鎵薄膜之製備 17
3.4量測儀器與量測系統架設 17
3.4.1穿透光譜量測系統 17
3.4.2掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM) 18
3.4.3 X光繞射儀(X-ray diffractometer) 19
3.4.4拉曼光譜儀 21
3.4.5光激發光譜儀(Photoluminescence) 21
3.4.6電壓電流曲線量測 22
第四章 實驗結果與討論 23
4.1砷化鎵薄膜分析 23
4.1.1砷化鎵薄膜特性之XRD分析 23
4.1.2砷化鎵薄膜特性之光特性分析 23
4.1.4砷化鎵薄膜特性之PL光激發光譜分析 23
4.1.3砷化鎵薄膜特性之拉曼分析 23
4.2 GaAs/SiO2/Ge 異質結構之FE-SEM分析 24
4.3 GaAs/SiO2/Ge 異質結構之XRD分析 24
4.4 GaAs/SiO2/Ge異質結構之光電特性 24
第五章 結論與未來展望 25
參考文獻 26

參考文獻
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