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HL: Halbleiterphysik

HL 4: Heterostrukturen

HL 4.2: Vortrag

Montag, 27. März 2000, 10:45–11:00, H14

Hochsensibler monolitisch integrierter Wellenlängendetektor — •M. Müller, T. Kippenberg, J. Spieler, P. Kiesel, S. Malzer, T. Krieger und G.H. Döhler — Institut für Technische Physik I, Erwin-Rommel-Str. 1, 91058 Erlangen

Die Materialien GaAs und AlGaAs besitzen verschiedene Bandkanten, die wir ausgenutzt haben, um einen empfindlichen Wellenlängendetektor zu realisieren.

Aufgebaut ist dieser aus zwei monolithisch aufeinander abgeschiedenen pin-Dioden, die elektrisch in Serie verschaltet sind. Bei Beleuchtung entsteht in Abhängigkeit von der Photonenenergie jeweils in einer der beiden Dioden aufgrund der höheren Absorption ein höherer Photostrom. Da die Leitfähigkeit des n-Kanals der oberen Diode von der an ihr anliegenden pn-Spannung abhängt, die sich wiederum in Abhängigkeit von den erzeugten Photoströmen einstellt,

tritt bei einer bestimmten Photonenenergie eine drastische und sprunghafte Änderung der Leitfähigkeit auf.

Unsere Messungen haben einen Schaltkontrast von 50 dB bezüglich des maximalen Leitwertes von 3 mS im n-Kanal gezeigt. Die Breite der Schaltflanke betrug ca. 0.1 nm. Dieser Kontrast wurde bei Lichtleistungen von 100 pW bis 100 nW gemessen. Andererseits haben Geschwindigkeitsmessungen an 30× 30 µm² Devices gezeigt, daß die 3 dB Grenze für eine optische Leistung von 0.3 mW bei 20 MHz liegt. Weiterhin ist zu erwarten, daß sich die Geschwindigkeit durch Verkleinerung der Bauteile oder Erhöhung der Lichtleistung auf 200 MHz erhöhen läßt.