不同钝化膜对InSb光伏探测器性能影响研究

采用3种不同钝化膜制备InSb探测器,测试不同周长/面积比二极管芯片的I-V特性曲线,通过对偏置电压为-0.1 V时的暗电流密度进行比较,分析了表面漏电流对InSb探测器性能的影响.实验结果表明SiO2+SiNx复合膜能大幅度降低器件表面暗电流,C-V测试结果也表明复合钝化膜能大幅度降低了界面固定电荷.将复合钝化膜应用到128×12815μm InSb焦平面探测器上,探测器芯片优值因子R0A≥5×104Ω·cm2,较之前(R0A≈5×103Ω·cm2)得到了极大改善.     

两种氧化方法对InSb探测器钝化效果的研究

比较了阳极氧化和Photo-CVD氧化两种钝化方式制备InSb 探测器的性能,结果表明前者反偏漏电流小,击穿电压是后者的5倍,背景光电流和零偏阻抗基本相同。C-V测试结果:前者固定表面电荷密度为21011 cm-2,后者为1.51011 cm-2。两种氧化方法制备的器件经过高温高湿老化试验后,在反偏1 V时,阳极氧化器件漏电比变化率只有Photo-CVD氧化器件的50%,二者背景光电流均有增加,可能与器件光敏面扩大有关。阳极氧化钝化方法,工艺过程易于控制,钝化效果一致性较好,器件的界面状态更加稳定。     

钝化前表面预处理对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响

提出一种新的钝化技术--采用盐酸和氢氟酸混合预处理溶液(HF:HCI:H2O=1:4:20)对AIGaN/GaNHEMTs进行表面预处理后冉淀积Si3N4钝化,研究了新型钝化技术对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响并分析其机理.与用常规方法钝化的器件相比,经过表面顶处理再钝化,成功地抑制了 AIGaN/GaN HEMTs肖特基特性的恶化,有效地增强抑制电流崩塌效应的能力,将GaN基HEMTs的输出功率密度提高到5.2W/mm,并展现良好的电学可靠性.通过X射线光电子谱(XPS)检测预处理前后的AIGaN表面,观察到经过预处理后的AIGaN表面氧元素的含量大幅度下降.表面氧元素的含量下降,能有效地降低表面态密度和表面电荷陷阱密度,被认为是提高AIGaN/GaN HEMTs性能的主要原因.     

钝化前表面预处理对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响

提出一种新的钝化技术--采用盐酸和氢氟酸混合预处理溶液(HF:HCI:H2O=1:4:20)对AIGaN/GaNHEMTs进行表面预处理后冉淀积Si3N4钝化,研究了新型钝化技术对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响并分析其机理.与用常规方法钝化的器件相比,经过表面顶处理再钝化,成功地抑制了 AIGaN/GaN HEMTs肖特基特性的恶化,有效地增强抑制电流崩塌效应的能力,将GaN基HEMTs的输出功率密度提高到5.2W/mm,并展现良好的电学可靠性.通过X射线光电子谱(XPS)检测预处理前后的AIGaN表面,观察到经过预处理后的AIGaN表面氧元素的含量大幅度下降.表面氧元素的含量下降,能有效地降低表面态密度和表面电荷陷阱密度,被认为是提高AIGaN/GaN HEMTs性能的主要原因.     

中波碲镉汞/钝化层界面电学特性研究

HgCdTe 表面/界面特性对器件性能具有重要的影响,表面/界面的状态主要依赖于表面处理和钝化工艺。采用 Br2/CH3OH 腐蚀液对液相外延（LPE）生长的中波 HgCdTe 薄膜进行表面处理后,使用CdTe/ZnS 复合钝化技术进行表面钝化,制备了相应的 MIS 器件并进行器件 C-V 测试。结果表明,HgCdTe/钝化层界面固定电荷极性为正,面密度为2.1×1011 cm－2,最低快界面态密度为1.43×1011 cm－2·eV－1,在10 V 栅压极值下慢界面态密度为4.75×1011 cm－2,较低的快界面态密度体现出了 CdTe/ZnS 复合钝化技术的优越性。     

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...     

InSb衬底表面的氧化层研究

能在高温下工作的InSb基InAlSb红外探测器是新一代红外探测器的发展方向。对衬底表面氧化层的研究是该研究方向的基础。利用椭偏仪(Spectroscopic Ellipsometry,SE)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)对用现工艺生长的InSb衬底表面氧化层进行了分析。从常用的腐蚀液中挑选了较优的腐蚀液,调节配比,试验加入无机酸后的效果,获得了较优的表面氧化层处理液。对处理后的表面氧化层的稳定性进行了对比,分析了其主要成分的变化,最终获得了满足Epi-ready InSb晶片表面氧化层参数的衬底,为后面高温工作探测组件的研究打好了基础。     

基于不同AlN钝化层的极性GaN MOS器件界面特性

界面质量是影响GaN MOS器件性能以及可靠性的主要因素之一,Al203栅介质与极性GaN界面间插入超薄非晶AlN作为钝化层可以有效改善GaN栅界面特性,针对AIN钝化层生长方式研究了GaN界面优化特性.通过GaN MOS电容的C-V和J-V特性,结合透射电子显微镜(TEM)表征分析,对比了不同生长条件的AlN插入层对GaN MOS电容的界面特性的影响.相比常规热生长AlN钝化层制备的样品,以等离子体NH3为N源在300℃下生长AlN钝化层制备的GaN MOS电容的频散和滞回特性均得到显著改善,界面态密度也略有改善.分析认为,经过等离子体NH3的轰击作用有效地抑制了GaN表面上Ga-O键的形成,在GaN表面直接生长AlN,从而改善了界面特性.     

钝化膜应力对锑化铟器件性能的影响

随着InSb红外探测器关键尺寸的不断缩小,钝化膜应力的大小对器件I-V性能的影响越发明显。为了降低探测器芯片的应力,研究了一种由SiO₂ 和SiON组成的复合钝化膜体系。通过改变气体的射频时间,在InSb晶片上淀积厚度分别为300 nm、500 nm、700 nm和900 nm的钝化膜,测量并计算了不同厚度钝化膜的应力。当厚度为700 nm时,钝化膜的应力最小值为－1.78 MPa。研究了具有不同应力钝化膜的器件的I-V特性,发现厚度为700 nm时InSb芯片具有更加优异的I-V特性。通过调整复合钝化膜的厚度,降低了钝化膜的应力,有效地提升了InSb探测器的性能。     

CdTe/ZnS复合钝化层对长波碲镉汞器件性能的影响研究

采用CdTe/ZnS复合钝化技术对长波HgCdTe薄膜进行表面钝化,并对钝化膜生长工艺进行了改进。采用不同钝化工艺分别制备了MIS器件和二极管器件,并进行了SEM、C-V和I-V表征分析,研究了HgCdTe/钝化层之间的界面特性及其对器件性能的影响。结果表明,钝化工艺改进后所生长的CdTe薄膜更为致密且无大的孔洞,CdTe/HgCdTe界面晶格结构有序度获得改善;采用改进的钝化工艺制备的MIS器件C-V测试曲线呈现高频特性,界面固定电荷面密度从改进前的1.671011 cm-2下降至5.691010 cm-2;采用常规钝化工艺制备的二极管器件在较高反向偏压下出现较大的表面沟道漏电流,新工艺制备的器件表面漏电现象获得了有效抑制。     

MBE外延InSb基CdTe工艺研究

成功制备了CdTe/InSb复合衬底,为长波HgCdTe外延提供了可能。通过工艺研究解决了InSb氧化层去除及In元素扩散控制两个难点问题,使用As钝化法可以解决双腔衬底转移的问题,在常用的退火工艺下,通过厚度的调整可以阻挡In元素的扩散。     

Interface profile optimization in novel surface passivation scheme for InGaAs nanostructures using Si interface control layer

This paper attempts to control and optimize the interface atomic profiles of a novel surface passivation scheme for InGaAs nanostructures, using a silicon interface control layer (ICL). An in-situ x-ray photoelectron spectroscopy characterization technique was used to establish a process sequence that satisfies the conditions of maintenance of pseudomorphic matching to InGaAs, prevention of direct oxidation of InGaAs, and formation of a good SiO₂/Si interface with minimal suboxide components. It is shown that the above conditions can be satisfied by a new process that is a formation of the thermal SiO₂ at the SiO₂-Si interface by repetition of deposition/oxidation/annealing cycle. A large reduction of interface state density (N_ss) was realized by the optimization of the new process, resulting in a minimum N_ss of 4 × 10¹¹ cm⁻² eV⁻¹. The silicon ICL technique was successfully applied to the passivation of InGaAs wire structures.     

金电极薄膜微应力对InSb芯片性能的影响研究

基于锑化铟(InSb)红外探测器的大批量生产,发现电极薄膜微应力会引起 器件性能劣化。通过实验设计验证了金电极薄膜微应力对InSb芯片探测率、灵敏度和可靠性的 影响。研究了电极薄膜微应力的可恢复性及其作用机理,并提出了控制和优化电极微应力的途径,为 从工艺结构上提高红外探测器的性能和可靠性奠定了理论参考和实验基础。     

锑化铟晶片的电学均匀性研究

锑化铟焦平面探测器是红外成像系统的重要组成部分,对红外成像的成本和性能都有重要影响。锑化铟晶片的质量及均匀性决定了探测器的性能。通过霍尔效应测试、低温探针法以及微波光电导衰退法研究了锑化铟晶片的电学性能均匀性。结果表明,所制备的锑化铟晶片的载流子浓度和电子迁移率的面分布较均匀,但低温电阻率以及少子寿命的分布呈现较小的非均匀性变化,这主要与锑化铟生长过程中的杂质分凝有关。     

Compositionally graded interface for passivation of HgCdTe photodiodes

A compositionally graded CdTe-Hg_1−xCd_xTe interface was created by deposition of CdTe on p-HgCdTe and subsequent annealing. The compositionally graded layer between CdTe and HgCdTe was formed by an interdiffusion process and was used for passivation. The composition gradient (Δx) in the interfacial region and the width of the graded region were tailored by adopting a suitable annealing procedure. The effect of process conditions on the interfacial profile and photoelectric properties such as lifetime and surface recombination velocity was studied in detail. Surface recombination velocity of the p-HgCdTe could be reduced to the level of 3,000 cm/s at 77 K, which represents very good passivation characteristics. The passivation layer formed by this method can be used for the fabrication of high performance and stable modern infrared detectors. Thus, a passivation process is developed, which is simple, effective, reproducible, and compatible with the HgCdTe device fabrication and packaging processes.     

光伏锑化铟红外探测器的电容效应

在调制信号下工作的光伏锑化铟红外探测器的探测率和响应率受探测器的交流特性的影响，减小探测器的电容有利于提高其电压响应率和探测率。     

Cd扩散对InSb晶体质量的影响

InSb材料在Cd扩散后于表面产生了密度较高的小浅坑，对小坑的成分进行了分析，，并根据结果对小坑的成因作了初步的推断。实现发现坑中Cd浓度约44%。     

激光脉冲重复频率对InSb划片的影响

激光划片是半导体工业中一种有效的划片方法。目前在半导体材料划片中多采用调 Ｑ Ｎｄ： Ｙ Ａ Ｇ 激光器。脉冲重复频率是这种激光器的一个重要参数,它影响着激光器的平均输出功率、脉冲峰值功率以及脉冲宽度等特性。因此,脉冲重复频率对激光划片效果有重要影响。研究了利用调 Ｑ Ｎｄ： Ｙ Ａ Ｇ 激光对 Ｉｎ Ｓｂ 的激光划片,得出了刻槽深度和宽度与脉冲重复频率之间的关系。还从理论上探讨了划片时激光束和材料的相互作用过程,分析了各种刻槽形成的原因。