理論(稱其為 J.C.C.理論)，也是光傳導的增益理論(photoconductive gain theory)，
L V
bsorption coefficient)，Re 為反射率(reflectivity)，τ為電子復合時間(recom-nation time)，然而其他變數定義如前面章節所述或其慣用定義。第二個理論(稱其為 O.K.理論)為電洞捕抓以至於能障(barrier height)下降理
，其光響應度(responsivity)的關係式如下[3]，
,其
A是元件面積，W是光強度(Watt/cm2)，α是吸收係數(absorption coefficient) ， 為反射率(reflectivity)，然而其他變數定義如前面章節所述或其慣用定義。
我 們 模 擬 時 所 用 到 的 重 要 參 數 中 與 入 射 光 波 長 或 光 子 能 量 有 關 的 有 反 射 率 eflectivity) Re和吸收係數(absorption coefficient) α。反射率(reflectivity) 而
Re (r
可由圖 4.1 而得，以入射光波長 310nm，即光子能量 4eV為例，反射率(reflectivity) Re約為 0.2。另外，吸收係數(absorption coefficient) α也可由圖 4.2 而得，以入
子能量 4eV，以及基板濃度 2.8x1017(cm-3)為例，其值約為 03(cm-1)。然而其他重要參數的獲得方法如下，電子濃度(N)與漂移率(mobility μ) 是由霍爾量測(Hall measurement)而得。還有金屬半導體能障高度(barrier height) 是由雙蕭特基接觸(double Schottky)二極體的量測，再利用理論的雙蕭特基接觸 (double Schottky)二極體公式所得，如前面章節所述，所以將求出的金屬半導體能障 高度(barrier height)ΦB，減去費米能階EF與導帶邊緣Ec的差值Vn，又可以得到內建電
然而在實踐模擬部份，當以J.C.C.理論模擬逼近時，我們僅調整電子復合時間 (recombination time) τ的值，由於這一項是內部增益形成的主要參數，所以以此項 去逼近才有其意義，而其他參數由於基板皆相同或對整體模擬趨勢沒有太大的影響因此 保持定值或其隨電壓或波長的變化值，接著我們再利用Matlab去找到最佳的逼近曲線。
當以O.K.理論模擬逼近時，我們僅調整捕抓電洞的缺陷濃度Nss或電荷Qss，由於這一項是 內部增益形成的主要參數，所以以此項去逼近才有其意義，而其他參數由於基板皆相同
Matlab去找到最佳的逼近曲線。這兩種理論的模擬結果，我們將於下一節呈現與
4.2 理論模擬逼近結果
我們利用這兩個理論模型去逼近模擬量測所得的實際曲線，這兩個理論模型其光響 應度(responsivity)如前述的一樣皆與電壓相關，其中模擬的過程，在光傳導的增益
（photoconductive gain）理論(即J.C.C理論，theory(J.C.C.))方面，以電子復合時 間(recombination life time) t 或τ為主要逼近參數，而其他參數如上節所述之原 因，我們設為定值或其隨電壓及波長的變化值，我們只改變其電子復合時間(recombin Re
射光波長 310nm，即光 7.5x1
壓(Vbi)。
或對整體模擬趨勢沒有太大的影響因此保持定值或其隨電壓或波長的變化值，接著我們 再利用
討論。
不過從圖 4.3 之對數座標的responsivity對電壓之曲線，可以看清楚低偏
氮化鎵製作的金半金光偵測器，其光響應度（responsivity）和內部增益 internal gain）與電壓的關係較接近光傳導的增益（photoconductive gain）理論，
但並沒有如此合適，所以還有修改討論的空間。
最後我們來看看其他表面處理後的光偵測器，其光響應度與電壓的曲線趨勢是否與 模擬曲線趨勢一致。如圖 4.5 所示，我們可以觀察到不論是氬氣轟擊過的MOCVD金半金 光偵測器（Ar bombarded MOCVD MSM）或是溅鍍氮化鎵薄膜厚度 300 埃及 1500 埃在MOCVD 氮化鎵薄膜的樣品，他們的實驗曲線與J.C.C.理論模擬曲線相當一致，不過在溅鍍氮化 鎵薄膜厚度 2500 埃在MOCVD氮化鎵薄膜的樣品，它與J.C.C.理論模擬曲線趨勢在高偏壓 -ation life time)的值去找出最佳的逼近值。另外在電洞捕抓以致能障降低理論(即O.
K.理論，theory(O.K.))，我們則是改變表面抓電洞的缺陷濃度Nss這一個參數，並藉由M atlab去找出他們個別的參數之最佳逼近值，再將其逼近曲線畫出與實驗量測的曲線相 互比較。
在我們模擬的樣品當中以在MOCVD 氮化鎵上面溅鍍上一層 300 埃氮化鎵金半金光 偵測器(300Å sputtered/MOCVD GaN MSM)，它的模擬結果與J.C.C.理論最為符合，如圖 4.3 所示，我們很明顯的可以看到以J.C.C.理論模擬之曲線與實驗量測的曲線相當一 致，且大致呈線性關係，此時電子的存活時間(life time) τ為 4.23ms。而O.K.理論 的模擬曲線從圖 4.3，也很明顯的與實驗量測的曲線很不一致，即使改變了不同的Nss值 光偵測器，其光響應度（responsivity）與電壓之量測值和模擬值的關係如圖 4.4 所示，
其中我們很明顯可以看到實驗量測曲線的趨勢與 J.C.C.理論的模擬曲線之趨勢較一
鎵薄膜在 MOCVD 氮化鎵厚度增加而減小，約從 4.3 ms 到 5.79us，這很有可
的樣品，後者的光響應度值(responsivity) 時較一致，而在低偏壓時，較不一致。然而這些樣品如前面兩段所模擬的結果一樣，它 們與O.K.理論的模擬曲線趨勢不一致，我們就不逐一列出了，但其與J.C.C.理論之趨勢 皆很一致。
此外，由 J.C.C.理論模擬結果所算出的電子存活時間(life time)t 或τ，其值隨 著溅鍍氮化
能是當溅鍍氮化鎵薄膜厚度增加，而溅鍍氮化鎵薄傳導性不佳且含大量缺陷，以致於使 電子漂移不易，電子復合時間(recombination life time)t 或τ因而下降，原因仍須 查證或實驗。然而在參考資料[4]其樣品為純 MOCVD 氮化鎵以鈦/金(Ti/Au)為電極的金 半金光偵測器，其以 J.C.C.理論模擬方式求得τ值約 0.36ms 與我們所求出來的 0.012 us 有很大差距，但從不同方式成長的氮化鎵薄膜在 PL(photoluminescence)上所求得的 τ值從 5ms[5]到 0.4μs[6]皆有，所有的比較如表 4.1 所示，可以發現這可能與磊晶片 的差異性有關，但也有可能與製程方式或逼近模型的符合程度等等其他因素有關。
另外順帶一提的是由圖 4.5 所示，我們也可以觀察到在高偏壓下，溅鍍氮化鎵薄膜 厚度 1500 埃及 2500 埃在 MOCVD 氮化鎵薄膜
與前者的值相當接近，這與前面章節所提到的現象一致。
子能量的函數R(E) 。參考資料擷取自
圖 4.1 GaN, Wurtzite. 在溫度 T=4.2K 及 295K 下，反射率(reflectance)
R 對
入射光Bloomet al. (1974)
4.2 GaN, Wurtzite. 在溫度 T=300K 且不同濃度下之吸收係數(absorption coefficient)對 光子能量(photon energy)關係圖 。1 - 2 x 1016 cm-3, 2 - 2.8 x 1017 cm-3, 3 - 5 x 1017cm-3, 4 - 2.3 x 1018 cm-3, 5 - 2 x 1019 cm-3 。參考資料擷取自 Ambacheret al. (1996) 圖