Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-2845
Lauter, Josef
Herstellung und Charakterisierung von Detektoren im Materialsystem AlGaAs/GaAs
107 S., 1993
Einleitung
Die Entwicklung schneller und leistungsfahiger Computer erm6glicht die Verarbeitung
immer grofler werdender Datenmengen. Die effiziente Uberrnittlung dieser
Informationen ist einer der entscheidenden Faktoren fur die Konzeptionierung
neuer Rechnergenerationen. Unter den m6glichen Ansatzen zur Dateniibertragung
kommt den optischen Verfahren aufgrund ihrer inharenten Schnelligkeit eine
besondere Bedeutung zu. Insbesondere die Glasfasertechnik sollte in Zukunft
die Ubertragung selbst gr6J3ter Datenmengen bewiiltigen. Neben der Optimierung
des iibertragenden Mediums spielt die Entwicklung schneller, sensitiver und
rauscharmer Detektoren zur Konvertierung der optischen in elektrische Signale
in der aktuellen Forschung eine zentrale Rolle.
Fur die Detektion der optischen Signale kommen in erster Linie Verbindungshalbleiterdioden
zum Einsatz, die eine direkte Bandliicke aufweisen. Unter den
verschiedenen Bauelementformen, die einerseits der Schnelligkeit, andererseits
der notwendigen Empfindlichkeit Rechnung tragen, ermoglicht das Konzept del'
Avalanche-Diode zusatzlich eine Steigerung des Signal- Rauschverhiiltnisses gegeniiber
herk6mmlichen p-i-n Dioden. Gegenstand dieser Arbeit ist die Charakterisierung
solcher p-i-n Dioden unter besonderer Beriicksichtigung der verstarkenden
Eigenschaften durch die Avalanchemultiplikation. Als Materialsystem wurde
Gallium-Arsenid (GaAs) in Verbindung mit Aluminium-Callium-Arsenid
(AIGaAs) gewahlt, das die Moglichkeit bietet, Heterostrukturen aus den beiden
vorgestellten Materialien abzuscheiden.
Neben der Untersuchung der verstiirkenden Eigenschaften der Dioden soli das
Verhalten von GaAs-Detektoren bei der Detektion ionisierender Teilchen untersucht
werden. Motiviert wurde diese Untersuchung durch die im Vergleich
zu Element-Halbleitern gr6J3ere Strahlungsharte vieler Verbindungshalbleiter gegeniibcr
den Elementhalbleitern Silizium und Germanium.
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