GaN肖特基器件电学性质的模拟研究

基于二维数值模型对GaN肖特基器件进行模拟计算,主要研究MIS结构的肖特基器件的界面层和本征漂移层对肖特基器件电学性质(电场强度分布和不同结构的I-V特性等)的影响.模拟结果显示MIS结构的肖特基器件中的界面层主要影响器件的电流特性以及开启电压,提高自身的电场强度,降低暗电流,而本征漂移层则主要影响器件的电场强度分布,对器件的正向电流有比较明显的影响.通过器件模拟可以在一定程度上优化器件结构,提高器件性能.     

HgCdTe光伏器件多层钝化膜等离子体处理的研究

在HgCdT e光伏探测器件S iO2+ZnS复合介质膜钝化中,引入O+2清洗和A+r刻蚀两种等离子体处理工艺,大大提高薄膜附着力,成功制备出优良的光伏器件。对处理前后的样品进行场发射扫描电子显微镜扫描、原子力显微镜扫描和二次离子质谱测试后发现,O+2清洗对去除样品表面的残余光刻胶效果显著;而A r+刻蚀使ZnS表面更为粗糙,增加了成核中心,使S iO2和ZnS表面互相渗透,增强了两层介质膜的附着力。     

室温中波红外碲镉汞探测器激光辐照饱和特性的仿真

针对室温工作的光伏型碲镉汞中波红外探测器激光辐照饱和特性进行了仿真,结果表明,中红外激光对碲镉汞材料的加热效应以及光照导致零偏压阻抗降低,是影响探测器输出量子效率的重要因素。利用一维数值仿真方法,建立了室温碲镉汞pn结的模型,计算了稳态激光辐照下器件量子效率以及零偏压阻抗。理论计算了激光辐照下的稳态温度分布近似模型,并将温度场分布耦合到仿真计算中,发现衬底厚度会影响芯片的温升,从而显著影响器件饱和阈值的大小。另外,计算表明,随着光照强度的增加,器件的零偏压阻抗降低,并将仿真结果与实测芯片参数进行了比较。计算分析为设计高饱和辐照度阈值的中波红外碲镉汞探测器提供了参考。     

基片下磁场对溅射薄膜宏观形貌的影响

通过屏蔽传统磁控溅射设备阴极内的磁场和在基片下放置永磁铁,使来自基片下的磁场发挥作用,研究了此外加磁场在溅射过程中对薄膜沉积所产生的影响.用这种方法沉积出的Cu、Al的薄膜的宏观形貌为:膜的中央有一圆斑,在圆斑的外围有环.Al薄膜的中央圆斑处没有物质,为空白圆斑;而Cu薄膜的中央圆斑处有物质.对这一实验现象的产生机理,初步认为是成膜粒子在磁场中表现出的波动性.     

不同深宽比GaAs衬底的Al22O3/HfO2复合薄膜材料原子层沉积及能谱分析

利用热原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）技术在不同深宽比GaAs衬底上进行了Al2₂O₃/HfO₂复合薄膜的沉积。通过对其表面和能谱进行分析发现,沉积温度对复合薄膜的摩尔比具有较大的影响。随着深宽比的增大,其沉积表面和沟槽内会出现残留物;随着ALD沉积温度的上升,其沉积表面和沟槽内的残留物减少,摩尔比趋向均匀。当深宽比为2.2并利用150 ℃的低沉积温度时,表面及底面基本无残留物。但当深宽比为4.25时,150 ℃沉积明显有大量残留物。只有当温度升高到300 ℃时,表面和沟槽里复合薄膜的残留物才被明显消除。ALD技术可以实现各种器件结构的全方位钝化,这是其他化学气相沉积法无法比拟的。     

离子束刻蚀碲镉汞中转型宽度

用Ar+离子束在p型HgCdTe(碲镉汞)上刻蚀出不同体积的环孔,利用激光诱导电流方法测试转型后的n区宽度.研究发现,在相同的刻蚀条件下,n区宽度取决于材料的汞空位浓度和被刻蚀HgCdTe体积.当被刻蚀HgCdTe体积相同时,n区宽度随汞空位浓度的增加呈线性减小;当汞空位浓度一定时,n区宽度随被刻蚀HgCdTe体积的增加呈线性增加.     

GaAs/AlGaAs量子阱长波10.55 μm红外焦平面探测器

利用GaAs/AlGaAs量子阱结构,研制了像元规模为640×512、中心响应波长在10.55 μm附近的红外焦平面阵列器件,与50 K集成式制冷机耦合后,测试了相关性能,其等效噪声温差达到22.5 mK。焦平面组件通过了初步的开关机试验以及热真空试验后,表现良好。考虑封装冷屏导致在面源黑体测试时产生的焦面照度不均匀问题进行了数值计算,并分析了与近似解析计算的误差,表明当F数变小时应当采用数值计算,并认为探测器测试的非均匀性主要由照度不均匀贡献。针对10.55 μm量子阱探测器,利用开源的MEEP FDTD软件,进行了近场耦合的光场分布计算,计算结果表明目前的结构参数在光衍射方面是比较接近优化的。     

氮化镓基雪崩光电二极管的研制

文章简单回顾了氮化镓基雪崩光电二极管的发展现状,从制作高响应率、低漏电流的雪崩器件出发,详细阐明了制作氮化镓基雪崩光电二极管的工艺过程,特别考虑了干法刻蚀带来的物理损伤以及后续的消除损伤处理.由于雪崩器件对于材料的质量具有较苛刻的要求,因此特别对材料进行了必要的筛选.通过一系列工艺上的改进,成功地制作出国内第一只氮化镓基雪崩光电二极管,器件的光敏面直径是40μm;并对其进行了光电性能测试.测试结果表明,当反向偏压是58V时,漏电流大约是1.18×10-7 A,雪崩增益是3.     

碲镉汞线列光导器件的失效模式及原因分析

针对不同项目研制过程中碲镉汞线列光导器件在筛选测试和应用中出现的失效模式进行了归纳和总结,并综合碲镉汞材料参数、器件结构尺寸、器件物理、器件制备工艺和器件测试等几个方面因素对器件失效的可能原因进行了分析,首次提出碲镉汞线列光导器件的优值因子作为失效判据,为进一步理解碲镉汞线列光导器件的物理机理以及更好优化器件的筛选过程提供了参考,为碲镉汞线列光导器件应用中出现的失效问题提供了分析和解决的方向。     

基片下磁场中溅射镀铜薄膜及其微结构

介绍了基片下外加磁场的方法来溅射制备铜膜的实验，结果发现薄膜的表面形貌和微结构与平常磁控溅射法所得的有很大的不同。在溅射过程中等离子体的发光也明显增强。相同的输入功率下，自偏压较磁控溅射有明显下降。研究认为产生以上现象的原因是实验中采用的特殊装置产生的磁镜效应对溅射空间大量离子作用的结果。