Si基多层Ge量子点近红外光电探测器研制

采用超高真空化学气相沉积( UHV/CVD)技术在Si衬底上外延生长了PIN结构多层Ge量子点探测器材料。 PIN探测器结构由N型Si衬底,多层Ge量子点吸收区,和原位掺杂P型Si盖层构成,电极分别制作于N-Si和P-Si上,以获得好的欧姆接触。制备的Si基Ge量子点光电探测器具有较低的暗电流密度(-1 V偏压下为7.35×10-6 A/cm2),与Si相比,探测波长延伸到1.31μm波段。     

以Si3N4作增透膜的Si基Ge量子点探测器的研究

设计并制作了以Si3N4作增透膜的Si基Ge量子点红外探测器.采用气态源分子束外延(GSMBE)方法在Si(100)衬底上生长了20层的自组织Ge量子点.在此基础上,流水制作了p-i-n结构的量子点红外探测器.为了提高探测器的响应度,采用Si3N4作为增透膜以增强探测器对入射光的吸收.用传输矩阵方法模拟的结果显示,185上nm厚的Si3N4增透膜可以使探测器在1310 nm波长处具有较高的吸收率.根据此结果,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在探测器表面淀积了185 nm的Si3N4.在室温下,测得量子点探测器在1.31μm处的响应度为8.5 mA/W,跟没有增透膜的器件相比,响应度提高了将近30倍.     

硅基光电探测新思路,无外接驱动实现高效光电检测

正在国家自然科学基金、中科院"百人计划"等项目基金的资助下,中科院新疆理化技术研究所的研究人员首次利用硅片表面热氧化层的非高质量特点产生漏电流,从而不但有效利用了硅片的吸光特点,而且实现了将光电转换的光电流有效输出的目的实现高效光电探测一直是微电子领域和材料领域研究的热点。硅基探测是众多光电探测器中最实用化的一种方法,而构筑于硅基底上的纳米材料光电探测器研究是目前科研人员高度关注的课题。多数的构筑于硅基底上的纳米     

功耗降90％，Intel发现半导体新材料

Intel公司日前透露,他们在半导体新材料的研究上又取得了重大突破,使用混合元素材料制造出了硅基P—Channel晶体管。该混合材料又被称为GroupⅢ-Ⅴ材料,因为它包含化学元素周期表中Ⅲ族到Ⅴ族的多种元素,而传统的硅（Ⅳ族元素）晶体管也凶此被称为GroupⅣ材料。现在新材料P-Channel晶体管的诞生标志着Intel已经可以使用GroupⅢ-Ⅴ新材料制造实际电路。     

我国氮化镓基半导体激光器研究取得突破

由中科院半导体所和中科光电有限公司共同承担的国家“863”计划光电子材料与器件主题项目”氮化镓基激光器”获得重大突破．在中国大陆首次研制成功具有自主知识产权的氮化镓基激光器原型。该氮化镓基激光器采用在蓝宝石衬底上外延的多量子阱增益波导结构，激射波长为410nm，条宽5μm，条长800μm，激射阈值50KA/cm2．     

半导体敏感材料的发展现状

本文介绍了半导体敏感材料的国内外发展现状。硅半导体材料是敏感元器件的重要基础材料,国内外均已成熟,Ⅲ-V族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料是光敏、磁敏、热敏和气敏等元器件的重要衬底,国内外均有很大发展。但国内半导体敏感材料的品种少、质量差,不能满足敏感元器件迅速发展的要求。只有加强半导体敏感材料的研究、提高质量、增加品种,方能为半导体敏感元器件的更快发展创造条件。     

硅基外延GaAs材料的力学仿真分析

Si,GaAs,Si基异质外延GaAs三种材料的基本力学特性各有不同,通过理论计算和ANSYS仿真得出相同条件下Si基异质外延GaAs材料中GaAs应力转化率是Si和GaAs材料的1.26倍左右,应力造成的位移系数略小于Si,远远小于GaAs,同时经过计算得出Si基异质外延GaAs材料的量程是GaAs材料的5倍,说明Si基外延GaAs材料不仅机械特性良好,而且还明显优于Si和GaAs,有更好的力电耦合效应需要的机械特性。     

红外探测器的最新发展和未来趋势

评价制造红外敏感器的各种原理,就当前要求而言,人们的兴趣不仅仅是探测器本身的参数,而且还关心探测器的性能。本文通过非本征硅光电导传感器、CdHgTe 光伏列阵(此为重点)、PtSi 肖特基二极管列阵以及热释电敏感器来阐述目前红外探测器的技术水平。可供选择的新工艺不断问世,本文将讨论其中最有希望的Ⅲ—Ⅴ族化合物多量子阱探测器和高临界温度超导体。     

硅基光电探测器空间辐射效应研究进展

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势,推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而,应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中预计会受到～10¹² particles/cm²的累积注量,而应用于大型粒子对撞机的新型探测器则要经受～10¹⁴ particles/cm²的辐射注量。本文详细阐述了硅基光电探测器的空间辐射效应研究现状,主要包括不同粒子辐照后硅基光电二极管、雪崩光电二极管、单光子探测器以及光电倍增管等主流光电探测器的辐射效应研究进展。研究结果表明,探测器抗电离总剂量性能较好,位移损伤是导致其关键性能参数退化的主要原因,由于工作原理差异,各类器件在辐射环境中表现出不同退化行为和作用机理。     

Ⅲ族氮化物InAlN半导体异质结研究进展

由于高频大功率固态微波功率电子器件有明显的应用前景,在过去二十年氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(HEMT)得到广泛研究,取得了一系列进展,并开始走向商业化.为了进一步提高器件性能,尤其是高工作频率和高电压下器件工作的可靠性,新材料、新工艺以及新器件被不断提出,其中基于InAlN材料的晶格匹配无应变异质结凭借优越材料性能成为新一代GaN基HEMT材料.本文结合在III族化合物半导体材料和器件领域的相关工作,对InAlN基异质结半导体材料生长进展做简要综述.在分析InAlN基异质结外延生长的基础上,对我们提出的脉冲式(表面反应增强)金属有机物化学气相淀积(MOCVD)外延InAlN/GaN异质结技术优势和外延材料结果进行了讨论.     

一种新型硅基厚膜压力/温度传感器的设计和制作

设计并制作了一种新型传感器,它包含压阻式压敏元件和热敏元件两部分.其中压敏元件采用比常规更厚的50μm硅杯薄膜(500μm× 500 μm),增大了体硅上高应力区的面积,在降低工艺要求的同时提高了线性测量范围和过载压力.压敏电阻设计为折线结构,采用优化的几何尺寸,并将其部分制作在高应力体硅上以获得更高灵敏度.体硅上的温敏电阻随压敏电阻利用同步注入工艺制作,减小了工艺复杂度.该器件工艺简单,成品率高,与标准IC工艺兼容.初步的测试结果表明器件具有良好的性能.     

新型热敏材料及器件的研制动态

本文主要叙述国内外近年来有关常温、高温和低温用的新型热敏材料和热敏电阻的研制动态。重点阐述高速响应SiC薄膜热敏材料、尖晶石氧化物半导体厚膜热敏材料、碳化物多晶烧结体高温热敏材料、锗薄膜低温热敏材料的主要性能和制备工艺,以及热敏电阻的制法和应用前景。     

新的PIN型0.95μm光探测器设计

提出并设计了一种新的PIN型0.95μm光探测器。它的I层是Ge_0.3Si_0.7(8nm)/Si(12 nm),共50个周期。上、下缓冲层厚各为0.1μm,n~+-Si(10~(20)Cm~(-3)厚约0.5μm,衬底为〈100〉P~+-Si,器件面积为4mm~2。这种探测器一旦实现,它对0.95μm光的灵敏度比硅PIN型探测器高得多,可用于火灾报警等场合。     

微机械热电堆红外探测器的设计

阐述了微机械热电堆的设计原理、所用材料及主要结构,并研究了3×3阵列的微机械制造工艺,该热电堆结构支撑结构为氮化硅—氧化硅—氮化硅的复合介质膜。热电偶材料采用多晶硅和铝,热电偶采用并列排布的结构,对冷端覆盖了绝热层,用以提高热电堆的探测率。由于该制作工艺与标准IC工艺兼容,使得硅基热电堆红外探测器得到了越来越广泛的应用。     

光-光传感器

用Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体设计并制作了具有放大功能的光—光传感器,传感器具有单片结构,其光发射元件垂直集成在衬底一面的光电晶体管的收集区上。在1.15μm波长处观测到大约放大10倍的光,光反馈特性可用于非线性功能,如,光双稳性和光触发开关。获得了光信号处理所要求的单向性。可以预期光相干性与非相干性之间以及波长之间的转换。     

SiNx 和SiC 材料的红外吸收特性研究

采用LPCVD和PECVD技术制作了不同厚度的SiNx和SiC材料样品,使用傅立叶变换红外光谱仪对其进行了红外吸收特性测试,并通过离子注入的方式对其红外吸收特性进行调节.实验结果表明:LPCVD SINx材料在8～14μm波段存在吸收峰,而PECVD SiNx和SiC材料在3μm～5μm波段和8～14μm波段存在吸收峰.随着材料厚度的增加,吸收度也增加,1 μm厚的LPCVD SiNx,红外吸收度可以达到0.92.离子注入可改变材料的红外吸收能力.     

迈向全新的产业时代 三问三答第三代半导体材料

你听说过第三代半导体吗?在一般的认知中,第一代半导体是由硅、锗这样的材料构成,第二代半导体包括砷化镓、磷化镓,所谓第三代半导体则是以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石为主。那么,第三代半导体相比前两代半导体的优势是什么,又有哪些重要的特性呢?今天本文就带你一起来了解这些内容。     

CCD成像器件用P型外延材料的工艺研究

CCD成像器件作为大面阵高集成度器件,对外延材料的均匀性,特别是P型材料的电阻率均匀性,提出更高要求。本文主要介绍了CCD成像器件用硅外延片的一种实用生产工艺,利用PE-3061D平板式外延炉在6英寸、<100>晶向、电阻率小于0.02Ω·cm的重掺B硅衬底上化学气相沉积（CVD）所需硅外延层。通过C-V测试方法对外延材料的电阻率均匀性进行测试分析,通过变流量吹扫和提高赶气温度的工艺方法显著提高外延材料的均匀性,最终得到满足CCD成像器件设计要求的P/P+结构硅外延片。     

基于硅微孔阵列自滤光肖特基二极管光探测器的研究

本文以构建自滤光肖特基光探测器为目的,利用Silvaco TCAD三维仿真设计探究微孔陷光结构对光探测器性能影响,通过光刻和感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀等微加工工艺,制备硅微孔阵列结构,湿法转移石墨烯电极,构建了硅微孔阵列/石墨烯肖特基二极管。光电特性表征发现,器件具有自滤光、可见光盲的近红外窄带响应,1064 nm为中值波长,且半峰宽为96 nm左右的自滤光窄带近红外响应特性,探测率高达3■10~(12)Jones,响应度达0.39A/W,高于普通plane Si/Gr肖特基二极管光探测器7倍以上。     

神经记录用硅基多通道微电极探针的设计与制造

为了从中枢神经系统记录电信号,半导体加工技术已经被用于微电极探针的制造.介绍了一种硅基探针的设计和制造工艺流程.我们已经制造出15 μm厚,3 mm长,100μm宽的记录用探针,每根探针含有7个记录点,间隔120 μm.在制造过程中使用微机械系统(MEMS)工艺中常用的硅表面微加工工艺:等离子增强化学气相淀积(PECVD),感应耦合等离子刻蚀(ICP)以及硅的各向异性刻蚀等.测试结果给出了探针的强度和阻抗特性.