高抑制比背照式AlxGa1-xN pin日盲紫外探测器研究

利用现有外延材料生长技术和器件工艺技术,生长了背照式AlxGa1-xN pin外延材料,并用生长的材料制作了日盲紫外探测器,测试结果表明器件在0V偏压下抑制比达到了6 400。在此基础上,较详细地分析了偏置电压、p-AlxGa1-xN载流子浓度和Al组分、极化效应对背照式AlxGa1-xN pin日盲紫外探测器抑制比的影响及非日盲光生载流子的限制机制。分析表明,提高p-AlxGa1-xN载流子浓度和GaN/AlxGa1-xN异质结极化强度是现有技术条件下提高器件抑制比的有效途径。     

通过添加表面活性剂和螯合剂改进硅片化学清洗工艺的研究

通过在传统RCA清洗法所用的SC-1液中,添加表面活性剂四甲基氢氧化铵(TMAH)和/或螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA),实验比较了不同清洗方法对颗粒粘污、金属粘污的去除效率;并测试了其对硅片表面粗糙度的影响。用MOS电容结构的击穿电场强度Weibull分布,评价了不同清洗方法所得氧化层的质量。结果表明,上述改进能够显著提高对颗粒粘污和金属粘污的去除效果,同时能省去RCA的SC-2清洗步骤,具有节省工时、化学试剂消耗量小的优势。     

干氧SiO2的氢氟酸缓冲腐蚀研究

根据对掺三氯乙烯(TCE)干氧氧化的SiO2在不同配比氢氟酸缓冲腐蚀液(BHF)中的腐蚀特性的研究结果表明, 在HF wt%保持不变的条件下,腐蚀速率先随着NH4F wt%的增大而上升;NH4F大于15wt%～20wt%以后,腐蚀速率反而随之降低.值得注意的是,干氧SiO2同湿氧SiO2相比,在1wt% HF条件下,前者的腐蚀速率要比后者高,直到HF酸浓度大于3wt%时,前者的腐蚀速率才低于后者,这一现象可用NH 4 阻挡模型结合TCE在SiO2中引入浅电子陷阱的方式得到解释.     

基于斜台面工艺的背照式GaN雪崩探测器制备

对基于斜台面工艺的背照式pin型GaN紫外雪崩探测器制备进行了简要介绍.通过斜台面制作工艺的对比优化研究,完成了GaN紫外雪崩探测器的低损伤斜台面制作,器件测试结果表明,高质量斜台面能够有效抑制雪崩探测器的表面提前击穿,器件暗电流特性优良,获得了超高雪崩增益的GaN紫外雪崩探测器.     

剥离技术在GaN基紫外图像传感器中的应用

采用剥离技术,实现了GaN基紫外探测器件与硅读出电路的倒焊对接,对提高GaN基紫外图像传感器的电学特性起到了重要的作用.介绍了剥离技术的原理,实验结果分析及应用.     

64×64元GaN基紫外图像传感器的设计

介绍了64×64元GaN基紫外图像传感器的结构设计和制作过程,以及需要注意的关键技术.     

AlGaN日盲紫外焦平面阵列均匀性研究

结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况,分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点,讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上,提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术,生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料,并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件,结果显示,其光谱响应范围为255~280nm,位于日盲波段,0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%),有效像元数大于99.2%,响应非均匀性小于3.36%。     

玻璃微透镜阵列的制作工艺研究

对以玻璃为基材的微透镜阵列的制作工艺进行了研究,得出了影响微透镜阵列制作的三个主要因素:玻璃组分、腐蚀方法以及抗蚀掩模层材料。并通过实验详细分析了这三者对实验结果的影响。根据分析结果,选择合适的材料和工艺方法,获得了效果较好的玻璃微透镜阵列,为玻璃微透镜阵列的制作提供了依据和方法。     

AlxGa1-xN日盲紫外探测器及其焦平面阵列

报道了320×256元AlxGa1-xN日盲型紫外探测器及其焦平面阵列探测器的研制情况,介绍了材料生长、器件制备工艺和器件的光电特性.器件的开启电压大于3.5 V,-0.5 V偏压时暗电流小于1.2×10-12A(φ=300 μm台面),光谱响应范围260～280 nm,268 nm峰值波长的响应度大于0.095 A/W.器件实现了日盲紫外成像演示.     

应用厚缓冲层实现蓝宝石上高质量AlN外延层的MOCVD生长

在蓝宝石衬底上采用由低温AlN成核层、中温AlN生长层、温度渐变AlN生长层和高温AlN生长层组成的厚三维生长缓冲层来实现AlN外延层位错密度的减少和应力的释放.用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)及X射线衍射仪对样品进行了表征,结果表明所生长外延层表面无裂纹,并显示出清晰的阶梯流表面形貌,其平均粗糙度为0.160 nm,KOH腐蚀坑密度为5.8×108 cm-2,(0002)和(10-12)回摆曲线FWHM分别为210”和396”.详细论述了AlN外延层的生长模式、位错行为和应力释放途径.