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研究生:佘柏翰
研究生(外文):Bo-Han She
論文名稱:ZnO/LiNbO3 表面聲波元件之光調制霍爾效應研究
論文名稱(外文):Light-modulated Hall effect of ZnO/LiNbO3 surface acoustic wave devices
指導教授:程達隆
學位類別:碩士
校院名稱:樹德科技大學
系所名稱:電腦與通訊系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:表面聲波霍爾效應量測氧化鋅指叉電極
外文關鍵詞:Surface acoustic waveHall effectZnOIDTs
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根據前人的研究發現,在製作氧化鋅表面聲波元件(Surface acoustic wave device, SAW)的考畢子振盪器(Colpitts oscillator)電路時,雖然S AW的兩對指叉電極在製程及幾何結構上完全相同,但是其所匹配出來的振盪結果卻有明顯差異,而且SAW於紫外線偵測的應用實驗中亦顯示元件的不對稱性。
在本論文中,我們透過光調制霍爾效應量測裝置,來量測並觀察ZnO與AZO在未照射與照射紫外光後的光電特性藉以探討SAW兩對指叉電極的各項光電特性,並解釋相關成因。之所以採用光調制霍爾效應量測裝置的原因是,霍爾效應量測在半導體製程上,是最常使用的電性分析方式,他可以精準的測量電阻率、遷移率、載子濃度及元件型態。實驗設計一可調變的365 nm紫外光源,並進行霍爾效應的測量。實驗結果發現ZnO在紫外光的照射下,其電阻率有降低的趨勢且電性從n-type轉變為p-type。


According to previous studies, when we apply two pairs interdigital electrodes that are identical in the manufacturing process and geometric structure to Colpitts oscillator circuits of zinc oxide surface acoustic wave (SAW) devices, the oscillation results are significantly different. Besides, the SAW UV detecting experimental results also showed the asymmetry of the devices.
The optical modulation Hall effect measurement system is very common in the field of semiconductor technology. The carrier density, resistivity, mobility and device types could be determined accurately by using the system. In this study, we used the above system to compare the optical and electrical properties of ZnO and AZO with and without illumination of UV light of a modulated wavelength 365 nm respectively to explore the causes of the asymmetry. The experimental results showed that the resistivity of ZnO decreased and the electrical property transformed from n-type to p-type in the UV irradiation.


摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 表面聲波元件 4
2.1.1 壓電效應 5
2.1.2 壓電材料 7
2.2 振盪器原理 7
2.2.1 振盪器基本概念與種類 8
2.2.2 考畢子振盪電路 8
2.3 表面聲波元件於感測器之應用 9
2.4 ZnO薄膜光電響應與衰減機制 10
2.5 高靈敏度紫外光偵測器之表面聲波振盪器 11
2.6 霍爾效應 15
第三章 實驗介紹 19
3.1 表面聲波元件製作 19
3.1.1 表面聲波振盪器製作 21
3.2 表面聲波元件於紫外光照射之電性測量 22
3.2.1 紫外光調制系統 22
3.2.2 Case 1-Port A之光電響應 23
3.2.3 Case 1-Port B之光電響應 24
3.2.4 Case 2之光電響應 25
3.2.5 Case 3之光電響應 25
3.3 光調制霍爾效應量測 26
3.3.1 光調制霍爾效應量測系統架設 26
3.3.2 霍爾效應量測載具與自動切換裝置 27
3.3.3 量測步驟 29
3.3.4 ZnO/LiNbO3元件之霍爾效應量測 31
3.3.5 AZO薄膜在有、無照射紫外光下量測霍爾效應 33
第四章 結果與討論 36
4.1 表面聲波元件光電特性分析 36
4.1.1 S參數量測結果 36
4.2 表面聲波元件在照射紫外光下之I-V曲線量測結果 37
4.2.1 Case 1照射紫外光之I-V曲線量測結果 38
4.2.2 Case 2照射紫外光之I-V曲線量測結果 41
4.2.3 Case 3照射紫外光之I-V曲線量測結果 44
4.3 光調制霍爾效應分析與量測 46
4.3.1 ZnO/LiNbO3元件在未照射紫外光下量測結果 49
4.3.2 ZnO/LiNbO3元件在照射紫外光下量測結果 53
4.3.3 AZO薄膜在未照射紫外光下量測結果 57
4.3.4 AZO薄膜在照射紫外光下量測結果 58
第五章 結論 59
參考文獻 60

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