GaP直接电光调制特性研究.pdf

　第 20 卷第 2 期　　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 20, . 2　 V o l N o 　1999 年 2 月　　　　　　CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S　　　　　　Feb. , 1999　 GaP 直接电光调制特性研究 张大明　田小建　张佰军　衣茂斌 (集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区　长春　130023) 摘要　 对淡黄色透明电光晶体 GaP 衬底上的共面波导进行了直接电光调制测量. 获得了GaP 1 - 的输入电压与电光调制输出的线性曲线和 26 · 2 的电压灵敏度, 并与 GaA s 直接电光 mV H z 调制特性相对比, 分析了 GaP 直接电光调制的输出特性. : 7820 , 4280 PACC J 1　引言 ( ) 高速光电器件和微波集成电路 ’ 的迅速发展, 要求测试系统的时间分辨率高, MM IC s [ 1, 2 ] 频带宽和干扰小. 电光采样 技术是近年来发展起来的一种具有应用价值的测量技术, 它 利用电光晶体的 ’ 效应, 用超短光脉冲作为采样脉冲实现对快速电信号的波形测 Pockel s ( ) 量. 早期的电光采样技术是内电光采样 即衬底内部电光采样, 又称为直接电光采样 , 它具 [ 3, 4 ] 有一定的局限性, 要求被测器件的衬底为电光晶体 . 内电光采样需要对被测器件衬底的 ( ) 为衬底的集成电路, 因此在应用方 表面进行光学处理, 而且它不能测量非电光晶体 如 Si 面有局限性. 外电光采样是用电光晶体制成微小的电光探头, 使电光探头接近[ 5～ 7 ] 或放在[ 8 ] 被测器件表面, “浸”在被测器件的电场中, 从而能够测出该处电场, 因而它可对任意衬底的 二维未封装集成电路器件内部任意节点的动态特性进行无触点检测. 作为外电光采样的材 料有L iT aO 3 , L iBaO 3 [ 5 ] 系列和 GaA s[ 6, 7, 9 ] ,A lGaA s[ 8 ] 系列等, 前者的透光区虽在可见光区但 其介电常数大, 对被测点电场的影响大; 后者的介电常数虽小但透光波长又在红外区, 给观 察和调试带来一定的不便. 我们采用 GaP 电光晶体做为电场传感器, 因为 GaP 的透明波长 上限为 550nm , 在可见光区, 而且它与 GaA s 具用相同的对称性, 介电常数又比 GaA s 小, 所 以GaP 可以在可见光范围内对被测器件进行测量. 用电光调制测量系统对GaP 进行了交流 信号的直接电光调制测量实验. 获得了良好的 GaP 输入电压与电光调制输出的线性关系, 并与 GaA s 的直接电光调制特性相对比,