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光控半导体开关在高功率通信系统、脉冲功率储能系统、雷达、微波通讯等许多领域具有广阔的应用前景。光控半导体开关就是通过两束不同波长的光脉冲使光电导率增加和减小，对开关而言，即闭合与断开。电导率增加是通过光激发电子从深能级跃迁至导带实现的，电导率减小通过空穴从深能级光电离至价带，然后与导带自由电子迅速复合实现。 理论上考虑，掺Si、补偿Cu的GaAs材料（GaAs:Si:Cu）具有良好的光导特性：响应速度快、触发无振动、高频等。这是由于Cu在其中引入深能级CuB的特殊性质，使得开关能够快速闭合与断开，而且在导通态不需补充光能即可保持光导率在一定值，因此，GaAs:Si:Cu是一种良好的光导开关材料。研制这种光导开关，首先需要搞清楚其基体材料的特性，即光导开关的机理，影响导通态电导率大小的杂质或缺陷，影响电导率上升、下降时间的因素，杂质浓度和激光波长、光通量对光导特性的影响等。本论文对GaAs:Si:Cu光导开关基体材料的特性进行了较深入的研究，目的在于为高性能光导开关器件构想研制提供有用信息。 铜是Ⅲ-Ⅴ族化合物中常见的过渡金属之一，是GaAs中研究最多的受主之一。GaAs:Si:Cu开关的光导特性是通过Cu在其中引入的深能级实现的，Si的掺杂是为了热平衡时补偿深能级Cu。Cu与Si的浓度或二者的相对比例关系及激光通量可能会影响开关的光导特性，因此对GaAs开关的光导特性进行了计算机模拟，结果表明Cu与Si的浓度比(NCu/NSi)和激光通量是影响开关特性的两个重要因素。 GaAs:Si:Cu光控半导体开关基体材料的研制包括GaAs表面镀Cu和Cu扩散。GaAs表面镀Cu通常用蒸发、电镀或溅射等方法，但由于对工作空间的污染严重，因此这些方法较适合用于大量生产。为了适应科研所用少量样品的制备，首次研究出来一种化学沉积法实现GaAs晶体表面镀Cu，这种方法操作简 河北工业大学硕士研究生学位论文一便、设备简单，沉积的金属CU层表面光滑、均匀性好，附着力强，纯度高达99．99％，厚度易控制，达到了无限源扩散的要求。 CS浓度的控制对GaAS光导开关的光导特性起着决定性作用，而GaAS晶体中Cu浓度是由Cu扩散条件决定的。为此，对不同扩散条件下样品中扩入on的浓度进行了研究。完成了550一700℃范围7个不同温度的CU扩散实验，利用多波长红外吸收和＊讪效应间接测量了扩入cU的浓度，得出无限源饱和扩散时扩入Cll浓度与扩散温度之间的关系，实现了GaAs光导开关基体材料制备过程中Cll浓度的控制。并利用光电流谱方法研究了扩铜GaAS样品中的深能级，肯定了Cu在GaAs中引入的深受主能级的电离能为0．44eV，同时证实了扩Cu实验的成功。