小像元HgCdTe红外焦平面电串音数值模拟研究

基于Silvaco TCAD三维数值模拟方法研究了小像元HgCdTe红外焦平探测器的电串音。通过分析中心像元光生载流子纵向输运和横向输运与电串音的相关性,揭示了光生载流子横向扩散是造成小像元HgCdTe红外焦平面探测器中电串音迅速增加的主要原因。对小像元HgCdTe红外焦平电串音的抑制方法进行探讨,计算结果表明适当调整吸收层厚度和引入组分梯度能够有效抑制小像元HgCdTe红外焦平面探测器中的电串音。本文的研究对小像元碲镉汞红外焦平面探测器的设计具有一定的指导意义。     

掺杂超晶格及其应用前景

掺杂超晶格的层内载流子浓度、有效带隙、二维子带结构和载流子寿命可以用光或外加电势来调制。这导致了掺杂超晶格的电导率、吸收系数、光增益以及发光光谱的光、电可调性。此外,长的载流子复合寿命亦导致了低激发功率下大的光学非线性。这都意味着有可能利用掺杂超晶格制作新型的光电子器件。     

胆甾液晶应用于P3HT∶PCBM聚合物光伏器件研究

本研究利用液晶材料的自组装特性,将胆甾醇油酸酯3β-Hydroxy-5-cholestene 3-oleate掺杂有机聚合物太阳能电池活性层P3HT:PC61BM内,制备出不同掺杂比例的光伏器件。实验结果表明,液晶掺杂质量比为0.3%时,器件的光电转换效率最高。说明液晶分子可诱导活性层材料分子在结晶过程中有序排列,减少层内分子团簇,减少活性层薄膜缺陷,形成有效的载流子传输通道。适当的掺杂比例,增大了器件并联电阻和填充因子,器件性能得到改善。     

低压和常压汽相淀积的掺磷多晶硅膜的氧化

研究了低压和常压多晶硅膜的氧化并和单晶硅氧化作了比较·样品或者未掺杂或者利用PoCe_3作源气相预淀积掺磷·对于一种掺杂,使用的氧化条件范围较宽,当表面反应速率控制时的氧化,其所用膜的掺杂剂浓度范围比较宽。低压和常压多晶硅膜氧化速率大致相同,而和同样预淀积条件下掺杂的单晶硅有显著的差别·中等掺杂的多晶硅膜似乎由多晶硅膜表面电活性载流子浓度所控制·开始氧化时载流子浓度特别重要,氧化期间堆积在表面的掺杂剂不受控制的结果。单晶硅和多晶硅样品之间氧化速率的明显差别是与两种材料中掺杂原子扩散系数不同有关,并与多晶硅下面存在氧化层有关。重掺杂样品可以找到氧化速率的上限（upper limit）样品的重掺杂大约对应于为膜中掺杂剂固溶度的载流子浓度·轻掺杂多晶硅氧化速率在（111）和（100）单晶硅之间,低压材料氧化稍微快一点,提出多晶硅膜晶向控制的范围,氧化期间,发现所消耗多晶硅对所生长氧化膜的比率为O.43,接近所用单晶硅的数值。     

LBIC技术研究InGaAs线列探测器串音及光敏感区

利用激光诱导电流技术研究了InGaAs台面探测器的相邻探测器间的串音和光敏感区。用分子束外延方法生长掺杂InGaAs的PIN InP/InGaAs/InP 外延材料，制备了256×1正照射台面InGaAs线列探测器。测试结果表明，InGaAs线列探测器相邻探测器间没有串音，虽然台面结构周围吸收层已被腐蚀，但因为少数载流子的侧向收集，扩大了有效光敏感区。     

用于下一代数据中心的改进型单行载流子光探测器的研究

本文研究并提出一种具有电场增强的混合吸收层结构的单行载流子光探测器(electric-enhanced modified uni-traveling carrier photodetector, EE-MUTC-PD)。该结构通过吸收区渐变掺杂增强了光探测器吸收区电场,将吸收区分为部分耗尽和耗尽两个部分,使得光生电子漂移通过吸收区的同时光生空穴会在弛豫时间内被收集,有效解决了单行载流子光探测器(uni-traveling carrier photodetector, UTC-PD)在低光功率注入下不能保持较高带宽的问题,同时实现了高响应度,可用于下一代800 Gb/s光通信系统中。     

光导型碲镉汞探测器在波段外连续激光辐照下的载流子输运

利用连续波段外激光辐照光导型碲镉汞探测器.实验表明,探测器对波段外激光有响应,且存在一个特定拐点温度T0.当探测器温度TT0时,响应电压随温度的升高而减小.研究表明,探测器胶层的热瓶颈作用会导致响应电压存在两个响应时间尺度,拐点温度由芯片掺杂浓度决定.当TT0时,响应电压主要受热激发载流子的影响.     

InAs/GaSbⅡ类超晶格电学性能研究

为了提高InAs/GaSb超晶格探测器性能和工作温度,研究了超晶格吸收层载流子输运性能。利用分子束外延在半绝缘GaAs衬底上生长InAs/GaSb超晶格材料,用霍尔测试表征材料电学性能,研究了不同条件,包括退火、束流比和在超晶格不同材料层的掺杂对超晶格电学性能的影响。     

热载流子注入对器件性能影响及其改善措施

当载流子在大于10~4V·cm~(-1)的电场下运动时,它从电场获得的能量大于散射过程中与晶格原子碰撞损失的能量,因而载流子的温度将会超过晶格温度.这样的载流子就称为热载流子.在VLSIC中,为了达到高速度和高集成度,设计时必须采用一系列的折衷方案.为了避免短沟道效应,增加了体掺杂浓度,以使较小的沟道长度的器件保证质量,获得小的亚阈值泄漏电流.由于驱动电流的降低,栅氧化层厚度也按比例缩小.减小沟道长度、减薄氧化层厚度以及相应增加了体掺杂浓度,这些综合结果有助于产生和注入热载流子.一旦晶体管表面反     

崖层对单行载流子光电探测器的影响研究

分析了崖层在单行载流子光电探测器(UTC-PD)中的作用,以及其对UTC-PD的3dB带宽的影响。研究结果表明,崖层使得异质结处电场强度增加,且电场向吸收区延伸,使电子在吸收区的渡越时间和积累程度降低,从而导致3dB带宽和饱和电流增加;崖层的掺杂浓度和厚度都会对3dB带宽产生显著的影响;当崖层厚度与掺杂浓度的乘积一定,且收集区保持耗尽时,随着崖层厚度的增加(掺杂浓度减小),3dB带宽下降,但是,只要崖层的厚度不是太厚(通常为十几纳米到几十纳米),则无论是改变崖层厚度,还是改变掺杂浓度,3dB带宽的下降都可以忽略不计,即3dB带宽基本相等。     

AlGaN/GaN HEMT电容及充电时间的研究

通过计算AlGaN/GaN HEMT二维电子气中的电势、载流子以及调制掺杂载流子寿命,得到AlGaN/GaN HEMT电容和充电时间,研究了AlGaN掺杂层浓度和厚度对器件的时间响应分析了AlGaN/GaN HEMT器件的高频特性。结果表明,栅电容随着AlGaN掺杂层浓度和厚度的增加逐渐减小。随着AlGaN层掺杂浓度的增大,电容充电时间先减后增,当掺杂浓度达到 时,电容充电时间达到极小值,在AlGaN掺杂层厚度等于7nm时电容充电时间最短。     

导带不连续性对InGaAsP/InGaAs UTC PD带宽的影响

研究了导带不连续性对InGaAsP/InGaAs单行载流子高速光探测器(UTC-PD)的3dB带宽的影响。研究结果表明,由于导带不连续性的存在,使得3dB带宽降低。导带不连续性越大,3dB带宽越低。通过增加隧穿系数、收集层厚度、收集层掺杂浓度和减小吸收层掺杂浓度可以在一定程度上消除导带不连续性带来的不利影响。研究结果还表明,增加隧穿系数、收集层厚度和减小吸收层掺杂浓度这三种方法在消除导带不连续性不利影响的同时又有各自的缺点,而适当增加收集层掺杂浓度是最为有效的一种方式。该研究结果可以为UTC-PD的设计提供理论指导,特别是采用UTC结构的波导型光电二极管。     

MOCVD生长纯度GaAs中起支配作用的剩余浅杂质研究

<正> 一、引言 众所周知,高纯外延材料是器件制作的基础。但是,在实际工艺过程中,尽管采用高纯源,总不免有不同种类、不同含量的杂质进入外延层。这就是非有意掺杂。MOCVD生长纯度GaAs中非有意掺杂元素主要来源于TMG。在AsH_3-TMG体系MOCVD生长GaAs中,非有意掺杂载流子浓度随As/Ga比变化,并存在由p至n型导电类型的变化。由于AsH_3分压成为导电类型变化的界限,那末,在外延层中起支配作用的电活性杂质就是起着两性杂质作用的Ⅳ族元素。本文根据对不同纯度TMG的比较,结合对外延层的理化分析,认为起支配作用的是C和Si。文中建立了简单的热力学模型,用实验数据确定平衡常数,获得了载流子浓度和类型随输入As/Ga比变化的解析公式,并与实验结果符合良好。生长的GaAs电参数为:N=9×10~(14)cm~(-3),μ=5100cm~2/V·S。     

微波反射光电导衰减法测量InGaAs 吸收层的均匀性

外延材料的均匀性对制备大型线列和二维面阵焦平面阵列(FPA)探测器非常重要.用微波反射光电导衰减法(μ-PCD)分别在300 K和85 K温度下测量了用分子束外延技术生长的p-InP/n-InGaAs/n-InP双异质结中掺杂InGaAs吸收层的载流子寿命分布图,并详细论述了这种测试技术的理论基础.在300 K和85 K时,平均寿命分别为168.2 ns和149.4 ns,结果与ZnS/n-InGaAs/n-InP的基本一致.寿命变温曲线表明,中等掺杂InGaAs载流子寿命在低温下变化较小.μ-PCD法可以非接触无损伤快速测量p-InP/n-InGaAs/n-InP双异质结中InGaAs的寿命图,对于表征InGaAs吸收层的均匀性有潜在的应用,这对研制均匀性良好的InGaAs焦平面探测器非常重要.     

应变SiGe层中本征载流子浓度的计算

采用解析的方法研究了应变Si_(1-x)Ge_x层中本征载流子浓度n_i与Ge组分x、温度T、掺杂浓度N的定量依赖关系;拟合了价带有效态密度公式和重掺杂禁带变窄公式。发现在一定掺杂浓度下,本征载流子浓度随Ge组分的增加而变大,并且本征载流子浓度增加的速度越来越快。在一定Ge组分下,本征载流子浓度随掺杂浓度的增加而变大。随着掺杂浓度的增加,本征载流子浓度的增长速度变得越来越缓慢。     

气态源分子束外延生长扩展波长InGaAs探测器性能分析

从理论与实验两方面对截止波长为1.7μm(x=0.53),1.9μm(x=0.6)和2.2μm(x=0.7)p in InxGa1-xAs探测器性能进行了研究.对探测器暗电流的研究结果表明,扩展波长In0.6Ga0.4As,In0.7Ga0.3As探测器在反向偏置低压区,欧姆电流占据主导地位;在反向偏置高压区,缺陷隧穿电流占主导地位;且扩展波长In0.6Ga0.4As,In0.7Ga0.3As探测器的暗电流比In0.53Ga0.47As探测器增加较大.对探测器R0A随温度及i层载流子浓度变化关系的研究结果表明,在热电制冷温度下探测器性能可得到较大提高,i层的轻掺杂可使探测器的R0A得到改善.     

界面电荷对C-Si表面钝化质量的影响

深入分析了影响晶体硅与钝化介质层界面复合的主要因素:界面态密度(Dit)、介质层表面电荷密度、衬底掺杂类型及掺杂浓度.研究发现,随着载流子注入水平改变,介质层的钝化质量与介质层带电类型和硅片掺杂类型紧密相关.随着载流子注入水平的降低,富含正电荷(负电荷)的钝化介质在P型(N型)硅片上的钝化质量随之降低;富含负电荷(正电...     

低过剩噪声级联倍增雪崩探测器设计

基于弛豫空间倍增理论数值模型和修正的弛豫空间倍增理论模型,分析了不同倍增级数和不同载流子初始能量时级联倍增雪崩探测器的过剩噪声.研究了不同碰撞离化倍增层厚度、不同电子预加热层厚度、不同电场控制层掺杂浓度对过剩噪声因子的影响.同时,比较了DSMT模型、Van Vilet模型和McIntyre模型得到的结果.通过调整碰撞离化倍增层厚度、电子预加热层厚度和电场控制层掺杂浓度,DSMT数值模拟获得了一个相对优化的结构,其过剩噪声与Van Vliet模型k_s=0. 057时相当.     

Cu掺杂对ZnO氧化物电子结构与电输运性能的影响

采用平面波超软赝势密度泛函理论计算的方法研究了p型Cu掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的电子结构,在此基础上分析了其电输运性能。计算结果表明,Cu掺杂ZnO氧化物具有0.6eV的直接带隙,且为p型半导体,在导带和价带中都出现了由Cu电子能级形成的能带,体系费米能级附近的能带主要由Cup态、Cud态和Op态电子构成,且他们之间存在着强相互作用。电输运性能分析结果表明,Cu掺杂的ZnO氧化物价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小;其载流子输运主要由Cup态、Cud态、Op态电子完成,且需要载流子（空穴和电子）跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小。     

低过剩噪声级联倍增雪崩探测器设计（英文）

基于弛豫空间倍增理论数值模型和修正的弛豫空间倍增理论模型,分析了不同倍增级数和不同载流子初始能量时级联倍增雪崩探测器的过剩噪声.研究了不同碰撞离化倍增层厚度、不同电子预加热层厚度、不同电场控制层掺杂浓度对过剩噪声因子的影响.同时,比较了DSMT模型、Van Vilet模型和McIntyre模型得到的结果.通过调整碰撞离化倍增层厚度、电子预加热层厚度和电场控制层掺杂浓度,DSMT数值模拟获得了一个相对优化的结构,其过剩噪声与Van Vliet模型k_s=0. 057时相当.