器件结构对Al0.3Ga0.7N Schottky探测器性能的影响

在利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长的Al0.3Ga0.7N材料上制备了平面和台面结构的肖特基探测器.I-V和光谱响应测试结果表明:台面结构器件的反向漏电流大于平面结构器件的反向漏电流,它们的势垒高度分别为0.71 eV和0.90 eV,理想因子分别为1.12和1.02;峰值响应率分别为0.07 A/W和0.005 A/W,台面结构器件的响应光谱曲线在响应波段比较平坦,而平面结构器件的光谱响应是一条随着波长的减小而降低的曲线.这些现象可能主要是由于台面结构的欧姆接触电阻及串联电阻相对较小和离子束刻蚀对台面结构所带来的损伤所致.     

近红外InGaAs探测器台面结构对器件性能的影响

采用湿法腐蚀方式在PIN型InP/In0.53Ga0.47As/InP材料上制备了不同台面结构的正照射In0.53Ga0.47As探测器,通过比较不同结构器件的性能,如暗电流、信号、噪声,研究了器件性能跟器件结构之间的关系,并分析影响器件性能的因素。研究结果表明,探测器的暗电流、噪声与台面面积是成线性关系的,而信号与台面面积则不是线性关系。探测器的台面可分为光敏区和光敏区外部分,光敏区外部分对暗电流、噪声的贡献与光敏区是一致的,但对信号的贡献这两部分则是不一致的,这主要是由于衬底反射和器件之间的沟道光生载流子的侧向扩散所造成的。     

GaN基紫外探测器及其研究进展

宽禁带半导体材料的研究和突破,带动了各种器件的发展和应用。GaN基紫外探测器具有通过调整材料的配比可以调节器件响应的截止波长的优点,可以制备日盲型紫外探测器。对GaN基宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了p型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等。最后,对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展及初步获得的32×32紫外焦平面探测器进行了简单介绍。     

Ⅲ族氮化物紫外探测器及其研究进展

文中简单介绍了紫外波段光电探测的基本特点,包括各波段特点、大气吸收等,并粗略 介绍了紫外探测的部分应用。然后对Ⅲ族氮化物宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了包括P型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等方面;最后,对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展作了一些评述。     

一种肖特基势垒增强型N-AlGaN基MSM日盲紫外光电探测器

研制一种以薄的高阻Al Ga N覆盖层作为肖特基势垒增强层的N-Al Ga N基金属-半导体-金属(MSM)日盲紫外光电探测器。与无覆盖层的参考器件相比,覆盖高阻Al Ga N层后探测器的暗电流大幅度减小。在5 V偏压下,覆盖高阻Al Ga N层的光电探测器的暗电流为1.6 p A,响应度为22.5 m A/W,日盲紫外抑制比大于103,探测率为6.3×1010cm·Hz1/2/W。     

一种肖特基势垒强型N-AlGaN基 MSM日盲紫外光电探测器

研制一种以薄的高阻AlGaN覆盖层作为肖特基势垒增强层的N?AlGaN基金属?半导体?金属（MSM）日盲紫外光电探测器。与无覆盖层的参考器件相比,覆盖高阻AlGaN层后探测器的暗电流大幅度减小。在5 V偏压下,覆盖高阻AlGaN层的光电探测器的暗电流为1.6 pA,响应度为22.5 mA/W,日盲紫外抑制比大于103,探测率为6.3×1010 cm·Hz1/2/W。     

新型的AlGaN/PZT材料紫外/红外双波段探测器

提出了一种可以同时同位置探测紫外和红外信号的新型探测结构,分析了该结构的合理性,并对器件工艺进行了设计、分析和验证,制备出了AlGaN/PZT原型器件.该结构以AlGaN多层材料和PZT复合薄膜为基础,利用AlGaN宽禁带半导体的本征吸收和铁电薄膜的热电转化功能,实现对紫外和红外信号的电学响应.对该结构中各膜层的透射和吸收进行了测试和分析,在小于6 μm的光谱测试范围内,宝石衬底的透过率约为80%,而AlGaN多层外延结构和多孔SiO2隔离层都对红外光吸收很少.结果证明:该结构可以实现不同吸收层对入射光束不同波段的吸收.以AlGaN器件工艺和溶胶-凝胶法制备PZT膜层为基础,研究了器件工艺,并最终研制出了首个AlGaN/PZT探测器件.     

硅基PIN光电探测器结构参数对其性能的影响

对硅基PIN光电探测器器件模型进行了理论分析,讨论了硅基PIN光电探测器的I-V特性与器件的i层厚度和整体宽度的变化关系,并进行了仿真分析。实验结果表明,随着i层厚度从5μm增加到70μm,器件的正向电流逐步减小,且i层厚度与其正向电流成反比;随着器件宽度从50μm增加到90μm,器件的正向电流逐步增大,且器件宽度与其正向电流成正比;引入保护环结构可以明显降低器件的暗电流。对PIN器件的结构参数进行了优化设计,结果表明在所设置的器件工艺条件下,当器件的i层厚度为50μm、整体宽度为70μm时,器件的性能最佳。     

日盲探测器高Al组分n-Al0.6Ga0.4N欧姆接触

研究了应用于目盲探测器的高Al组分Si掺杂n型Al0.6Ga0.4N与两层金属层Ti(20nm)/Al(100nm)之间的欧姆接触.在制作金属电极前用煮沸王水对样片进行表面预处理,会属制作后再在N2氛了围中做快速热退火处理.使用高精度XRD测试样品表面特性,并对不同温度下的情况进行比较.样品的比接触电阻率是用环形传输线模型通过Ⅰ-Ⅴ测试得到.670℃下90s退火得到最优ρc为3.42×10-4n·cm2.将该处理方法应用到实际的背照式AlGaN p-i-n日盲探测器中,探测器的光谱响应度和反向特性等参数得到很大的优化.     

SiO2钝化膜对i-GaN肖特基探测器性能的影响

在采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的非故意掺杂的i-GaN材料上制备了平面结构肖特基探测器;利用磁控溅射在探测器的两个电极隔离区域生长SiO2钝化膜;并对这些器件的性能进行了表征。通过与没有SiO2钝化膜的肖特基探测器性能比较,结果表明：SiO2钝化膜能显著地降低器件的反向漏电流,同时并不影响器件的正向开启电压;在光波长范围为300～365nm,探测器的响应率显著地提高。产生这些变化可能是SiO2钝化膜减少了肖特基探测器电极隔离区域表面缺陷的缘故。     

AlGaN PIN结构紫外探测器研制和建模分析

紫外探测器在军事高科技和民品市场的紫外通信和成像方面具有很高的价值。探讨了AlGaN pin紫外探测器的制作工艺和材料及结构对器件性能的影响。提出改进pin紫外探测器性能的措施。     

日盲探测器高Al组分n-Al0.6Ga0.4N欧姆接触

研究了应用于日盲探测器的高Al组分Si掺杂n型Al0.6Ga0.4N与两层金属层Ti(20nm)/Al(100nm)之间的欧姆接触. 在制作金属电极前用煮沸王水对样片进行表面预处理,金属制作后再在N2氛围中做快速热退火处理. 使用高精度XRD测试样品表面特性,并对不同温度下的情况进行比较. 样品的比接触电阻率是用环形传输线模型通过I-V测试得到. 670℃下90s退火得到最优ρc为3.42E-4Ω·cm2. 将该处理方法应用到实际的背照式AlGaN p-i-n日盲探测器中,探测器的光谱响应度和反向特性等参数得到很大的优化.     

探测器结构参数对制导系统性能的影响分析

近年来我国的红外焦平面探测器研发水平快速发展,多型探测器已向实用化迈出了一大步,为成像制导系统的工程化研制提供了可能.作为系统的核心器件,探测器的指标参数制约和影响着制导系统的探测、跟踪、抗干扰等关键性能.以往关于探测器参数对系统性能影响的分析多侧重于研究归一化探测率(D)、非均匀性、动态范围等总体指标对系统性能的影响,也更多地侧重于对系统探测性能(如NETD、作用距离等)的分析.然而,作为系统总体必须清楚地知道探测器的各种参数(包括结构参数)对系统性能的影响,才能对探测器提出准确而完整的要求.本文分析了探测器结构参数对制导系统性能的影响,主要关注探测器内部探测芯片位置参数的影响分析,这种影响不仅体现在对系统探测性能的影响,也体现在对系统跟踪性能、制导性能等方面的影响.通过分析,本文试图提醒系统总体设计人员应该关注更多影响系统性能的因素,以便对探测器提出确切、完整的技术要求,同时也有助于探测器研发人员更好地理解总体的这些要求.     

p-i-n结构GaN光电探测器性能的研究

近年来,可见盲与太阳盲光电探测器在火灾监控、太空通信和导弹尾焰探测等方面的应用引起了越来越多的关注。由于氮化镓(GaN)是直接宽带隙半导体材料,所以成为了在可见区与紫外区的光电器件的首选材料,而p-i-n结构的器件因其响应度高、暗电流低、便于集成等优点倍受人们的青睐。采用金属有机气相外延(MOCVD)法制备了p-i-n结构的GaN紫外光电探测器。在此基础上,采用N2气氛下热退火处理的方法,提高了p型GaN层的载流子浓度,从而降低了器件的暗电流。器件在1 V偏压下,暗电流仅为65 pA。器件在1 V偏压下的最大响应度值出现在361 nm处,大小为0.92 A/W。     

多层结构对有机电致发光器件性能的影响

将发光层进行多次堆叠,构造出有机电致发光器件.在堆叠过程中,改变各发光层厚度的相对比例,发现在总厚度相同、结构相同,而各发光层比例不同的条件下,器件呈现不同的发光特性.器件的电致发光光谱有着明显的变化,器件颜色由蓝光到近白光改变极其明显,器件的亮度和器件的效率也有不同程度的改变.     

台面结构对4H-SiC紫外探测器性能的影响

制备了4种具有不同光窗口台面结构的4H-SiC紫外探测器#1,#2,#3和#4,并分别测试它们的紫外光响应谱.器件制备在4H-SiC同质外延层上,台面为垂直结构,其中探测器#1光窗口区由透明Pt层、p 层、p层、n层和n 衬底组成.在探测器#1的基础上用离子刻蚀的方法分别剥离透明Pt层、透明Pt层和p 层、透明Pt层和层以及p层制备出探测器#2,#3和#4.器件的紫外光响应谱表明,紫外响应率最好的是探测器#2,其次是探测器#4,#1,#3,其中探测器#2比其他类型的探测器响应率高1个数量级;4种类型的探测器峰值响应位置各不相同,其中探测器#1位于341nm处,探测器#2,#3和#4分别在312,305和297nm处.     

Al浓度对AZO紫外探测器性能的影响

采用射频溅射工艺,在石英基片上制备了未掺和掺Al浓度分别为5%、10%、15%及20%(原子分数)的氧化锌(AZO)薄膜.研究了薄膜的结构和光学性质,结果表明,所制备的薄膜具有c轴择优取向,随着Al浓度的增加,薄膜光学吸收边蓝移.在薄膜上真空蒸发沉积金叉指电极制备了MSM结构光电导紫外探测器,光谱响应测试表明,在5 V偏压下掺Al浓度为5%的探测器在375 nm紫外光照下响应度为37 A/W,对400 nm以上可见光响应度减小了1个数量级.     

台面结构对4H-SiC紫外探测器性能的影响

制备了4种具有不同光窗口台面结构的4H-SiC紫外探测器#1,#2,#3和#4,并分别测试它们的紫外光响应谱.器件制备在4H-SiC同质外延层上,台面为垂直结构,其中探测器#1光窗口区由透明Pt层、p+层、p层、n层和n+衬底组成.在探测器#1的基础上用离子刻蚀的方法分别剥离透明Pt层、透明Pt层和p+层、透明Pt层和层以及p层制备出探测器#2,#3和#4.器件的紫外光响应谱表明,紫外响应率最好的是探测器#2,其次是探测器#4,#1,#3,其中探测器#2比其他类型的探测器响应率高1个数量级;4种类型的探测器峰值响应位置各不相同,其中探测器#1位于341nm处,探测器#2,#3和#4分别在312,305和297nm处.     

熔锥型光纤器件微观结构对光学性能的影响

针对熔锥型光纤耦合器存在的性能一致性差、损耗高和隔离度低等问题,利用耦合模方程,通过Matlab软件计算发现,光纤折射率0.02的变化可以使耦合器的分光比变化1个周期;基于分子振动理论,得出了光纤玻璃红外光谱特征峰与Si-O-Si键角的本质关联,并推导了键角、分子体积和折射率间的关系表达式;通过显微红外光谱测试发现,光纤耦合器熔锥区的折射率分布不均匀,其锥区的折射率最小,熔区次之,裸光纤最大,并且拉锥速度变化50 μm/s,折射率大约变化0.002,这将严重影响耦合器的光学性能.     

p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱肖特基紫外探测器

报道了p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱结构的肖特基紫外探测器的制备及性能.器件的测试结果表明,在p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN双异质结中强烈的压电极化和Stark效应共同作用下使得器件在正偏和反偏时的响应光谱都向短波方向移动了10nm.零偏下器件在280nm时的峰值响应为0.022A/W,在反向偏压为1V时,峰值响应增加到0.19A/W,接近理论值.在正向偏压下器件则呈平带状态,并在283和355nm处分别出现了两个小峰.在考虑极化的情况下,通过器件中载流子浓度分布的变化解释了器件在不同偏压下的响应特性,发现p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN中的极化效应对器件的响应特性影响很大,通过改变偏压和适当的优化设计可以使探测器在紫外波段进行选择性吸收.