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砷化銦鎵(Indium Gallium Arsenide,InGaAs)乃以週期表III-V族為主要元素之砷化鎵(GaAs)及砷化銦(InAs)等半導體化合物所合成,由於晶格常數匹配等 眾多因素考量,故最常以磷化銦(InP)晶圓為基材進行InGaAs半導體製程。且由於其為直接能隙之材料,磊晶品質佳,價格便宜,在近/短紅外波段具有 良好之光電特性,故為此波段最重要之感測元件製程材料。 InGaAs感測器一般會隨著基 材及InGaAs成份濃度不同而改變其能帶間隙及截止波長,進而影響其感測波長。標準之 In 0..53 Ga 0.47As 之感測波段為0.9至1.7微米, 也有將基材及InxGa1-xAs成份濃度改變朝短波長延伸到可見光(至0.4微米),或向長波長延伸到短波紅外光(至2.5微米)之產品。因此其應用非 常廣泛,尤其是相較於中長波段紅外之材料往往必須以液態氮降溫至零下近一、二百度才能使用,InGaAs在無致冷或僅電子致冷環境下即可得到良好的感測效 果,確實方便許多,也因此其在生醫、通訊等商業及民生應用,具有更方便且價格低廉之優勢。下圖為幾種常用之紅外線材料,其中之帶狀為近/短紅外波段 (0.8~2.5微米)。 砷化銦鎵(Indium Gallium Arsenide, InGaAs)CCD的應用: 在軍事、安全、鑑識、生醫、製藥、環保、車輛、天文、遙測、農牧、海洋、地理、食品、石化、紙業、印刷、控制、藝術、體育等各個領域都有其發揮之空間及應用實例。 例如太陽光在此一波段之光能量約佔40%~50%之比例。 因此,InGaAs光感測器可作為太陽能光電池之用;而且此一波段對於水有適當之吸收常數(峰值@ 1.45微米&1.94微米),因此可適用於含濕監測、食品乾燥監測、農產篩選、紙張乾燥監測、製藥過程乾燥監測、肌膚保濕偵測、飛安(除冰)檢查等; |