Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Analysis of AIGaAs/GaAs Depleted Optical Thyristor using bottom mirror

하부 거울층을 이용한 AIGaAs/GaAs 완전 공핍 광 싸이리스터 특성 분석

  • Choi Woon-Kyiug (Lab. of Optoelectronics and Optical Communications, Chung-Ang University) ;
  • Kim Doo-Gun (Lab. of Optoelectronics and Optical Communications, Chung-Ang University) ;
  • Choi Young-Wan (Lab. of Optoelectronics and Optical Communications, Chung-Ang University)
  • 최운경 (중앙대학교 전자전기공학부 광전자 및 광통신 연구실) ;
  • 김두근 (중앙대학교 전자전기공학부 광전자 및 광통신 연구실) ;
  • 최영완 (중앙대학교 전자전기공학부 광전자 및 광통신 연구실)
  • Published : 2005.01.01
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Abstract

We fabricate and analyze fully depleted optical thyristors (DOTs) using quarter wavelength reflector stacks (QWRS). QWRS are employed as bottom mirrors to enhance the emission efficiency as well as the optical sensitivity. In order to analyze their switching characteristics, S-shape nonlinear current-voltage curves are simulated and the reverse full-depletion voltages (Vneg's) of DOTs are obtained as function of semiconductor parameters by using a finite difference method (FDM). The fabricated DOTs show sufficient nonlinear s-shape I-V characteristics and switching voltage changes of these devices with and without bottom mirrors show 1.82 V and 1.52 V, respectively. Compared to a conventional DOT, this device with the bottom mirrors shows about 20％ and 46% enhancement in switching voltage change and spontaneous emission efficiency, respectively.

본 연구에서는 광논리 및 광접속에 응용할 수 있는 GaAs/AIGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 1/4 파장 거울층 (quarter wavelength reflector stacks, QWRS)을 제작하여 특성을 측정 분석하였다. 바닥면에 위치한 QWRS는 광 방출 효율뿐만 아니라 흡수 효율을 증가시킨다. 바닥면에 QWRS를 넣은 것과 그렇지 않은 두가지의 DOT를 제작하여 비선형 S-자 형의 전류-전압 특성, 광 방출 효율 및 흡수 효율을 측정, 분석하였다. 하부 거울층을 삽입한 DOT와 기존의 DOT의 스위칭 변화는 각각 1.82 V와 1.52 V로 흡수효율에서 20 % 증가함을 보인다. 뿐만 아니라, 하부 거울층을 이용한 DOT는 기존의 소자에 비하여 발광 효율 면에서 최고 46 % 향상된 결과를 나타낸다. 스위칭 특성을 분석하기 위하여 순방향 전압에서 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서 완전 공핍 전압을 모의실험을 통하여 알아보았다. 모의실험 방법으로 유한 차분 방법 (finite difference method, FDM)을 이용하여 최적화된 DOT 각 층의 두께와 도핑 농도를 구하였다.

Keywords

References

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