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《成都理工大学》 2018年
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叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究

陆锐  
【摘要】:紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的一项军民两用技术,已经在众多领域得到广泛应用和深入研究。在军事领域,紫外探测器可用于导弹早期预警。在民用领域,可利用紫外探测技术监控臭氧层的厚度,污染物的排放,探测各种高压电设施的电晕放电现象等。目前人们对紫外探测器的研究大多集中在光敏材料上,而对器件结构研究较少。MSM(Metal-Semiconductor-Metal)紫外探测器的电极结构不仅影响光的入射和吸收,同时还影响器件中电场的分布,因此不同电极结构将对紫外探测器的性能产生影响。本文结合软件仿真与器件制备,分别研究不同电极结构对欧姆接触型和肖特基接触型MSM紫外探测器特性的影响。研究工作的主要内容如下:1.利用ISE-TCAD软件对器件进行了仿真与优化,研究了叉指电极宽度以及指间间距对紫外探测器光/暗电流的影响。利用泊松方程、载流子连续性方程、电流密度方程等半导体基本方程,建立了漂移扩散模型、复合模型等物理模型。在此基础上使用ISE-TCAD器件仿真软件,分别探究了 Al-ZnO-Al以及Au-ZnO-Au叉指电极结构的电极宽度与指间间距对器件光/暗电流的影响。2.以硅片为衬底,利用磁控溅射、光刻等半导体工艺制备了不同结构参数的Al-ZnO-Al MSM紫外探测器。研究电极结构对欧姆接触型MSM紫外探测器稳态电流电压特性、开关响应特性以及光谱响应特性的影响,并深入研究了影响器件开关特性的因素。实验结果表明,Al与纯度为99.99%Zn0能形成理想的欧姆接触;器件的暗电流受叉指电极宽度的影响,而与电极间距无关;器件的光电流随电极间距的增加而增大;实验结果表明当叉指电极的宽度为200μm,指间宽度为600μm时,器件光/暗电流比最大达156;叉指电极的结构参数对紫外探测器的开关特性没有明显的影响。实验制备的探测器的上升时间为56s,下降时间为141s。此外器件对370nm附近的紫外光具有最强的响应度。3.通过在ZnO表面制备Au叉指电极,研究不同结构参数的Au-ZnO-Au结构紫外探测器的稳压直流特性、开关响应特性以及光谱响应特性的影响。实验表明,Au与纯度为99.99%Zn0能形成良好的肖特基接触。叉指电极间距对器件的暗电流没有明显影响,当偏压从0V增加到|0.4|V过程中,器件的暗电流急剧增加,在5V偏压下暗电流约为15pA。器件的光电流随叉指电极间距的增加而增大。当L=600μm时器件光暗电流比达为132。器件的暗电流与光电流,都随叉指电极宽度增加而增大。而器件光暗电流比随电极宽度的增加而降低。探测器的上升时间为3.4s左右,下降时间为5.3s左右,比Al-ZnO-Al光电导型紫外探测器的响应时间短。此外,探测器的开关特性主要取决于载流子的寿命。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN23

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李超群;陈洪宇;张振中;刘可为;申德振;;电极间距对ZnO基MSM紫外光电探测器性能的影响[J];发光学报;2014年10期
2 刘大博;;MSM结构ZnO紫外探测器的制备及光电性能研究[J];航空材料学报;2012年03期
3 岑龙斌;桑立雯;周绪荣;秦志新;张国义;;307~325nm波长AlGaN基紫外光探测器[J];半导体光电;2007年06期
4 高晖,邓宏,李燕;ZnO肖特基势垒紫外探测器[J];发光学报;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡彩玲;李俊;;TiO_2纳米棒花状结构的紫外探测性能研究[J];化工新型材料;2015年05期
2 杨磊;王柱生;李占奎;刘凤琼;王秀华;陈翠红;李海霞;李荣华;戎欣娟;祖凯玲;李春燕;卢子伟;;ZnO紫外探测器的研究[J];原子核物理评论;2015年01期
3 鲍艳;张永辉;马建中;杨永强;;一维纳米氧化锌的制备及应用研究进展[J];材料工程;2015年02期
4 邓意峰;刘浩;贾卓;邓宏;;Al掺杂ZnO紫外探测器的快速响应技术[J];太赫兹科学与电子信息学报;2014年05期
5 申德振;梅增霞;梁会力;杜小龙;叶建东;顾书林;吴玉喜;徐春祥;朱刚毅;戴俊;陈明明;季旭;汤子康;单崇新;张宝林;杜国同;张振中;;氧化锌基材料、异质结构及光电器件[J];发光学报;2014年01期
6 范晓玲;刘俊成;刘云燕;;ZnO基紫外探测器及关键技术研究[J];激光与红外;2009年05期
7 邵立;程东明;;ZnO基紫外探测器及其研究进展[J];山西电子技术;2008年04期
8 贺永宁;文常保;李昕;王兆宏;朱长纯;;基于ZnO半导体纳米线膜的声表面波型紫外探测器[J];功能材料与器件学报;2008年01期
9 韦敏;邓宏;王培利;李阳;;ZnO基紫外探测器的研究进展与关键技术[J];材料导报;2007年12期
10 刘云燕;袁玉珍;李洁;高绪团;;ZnO基紫外光电探测器的研究进展[J];材料导报;2007年10期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 祁洪飞;刘大博;;薄膜生长工艺对TiO_2基紫外探测器光电性能的影响[J];航空材料学报;2011年05期
2 赵延民;张吉英;张希艳;单崇新;姚斌;赵东旭;张振中;李炳辉;申德振;范希武;;背入射Au/ZnO/Al结构肖特基紫外探测器[J];发光学报;2010年04期
3 李喜来;徐军;曹付允;朱桂芳;;导弹紫外预警技术研究[J];战术导弹技术;2008年03期
4 李慧蕊;新型紫外探测器及其应用[J];光电子技术;2000年01期
【相似文献】
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1 徐煜;雷泽宇;栗璐;范强;伊仁图太;;紫外探测器及其在电气设备电晕放电检测中的应用[J];自动化与仪器仪表;2017年05期
2 龙维刚;;全固态高灵敏紫外探测器技术的研究进展[J];半导体光电;2014年05期
3 高国龙;用倒置结构制作太阳盲紫外探测器[J];红外;2001年09期
4 张忠模;;探测精度提高上万倍的新型纳米紫外探测器[J];功能材料信息;2008年04期
5 ;太阳育区的紫外探测器摆脱了光线的影响[J];光电子技术与信息;1997年02期
6 李长栋;韩慧伶;;宽禁带半导体日盲紫外探测器研究进展[J];光机电信息;2009年04期
7 赵卉;栗璐;雷泽宇;范强;伊仁图太;向阳;段生鹏;;光子型可定位紫外探测器在变电站电晕放电检测中的研究[J];电工文摘;2015年01期
8 李慧蕊;新型紫外探测器及其应用[J];光电子技术;2000年01期
9 张素玲;;基于单片机的红紫外探测器设计[J];企业导报;2015年13期
10 王丽玉,谢家纯,胡林辉,王克彦;碳化硅紫外探测器的研究[J];中国科学技术大学学报;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李慧蕊;;新型的紫外探测器及其应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 孙权社;李艳辉;王建峰;;提高紫外探测器非线性测量动态范围的技术研究[A];第十二届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2008年
3 黎大兵;孙晓娟;宋航;蒋红;缪国庆;陈一仁;李志明;;GaN基紫外探测器材料与器件研究[A];第十二届全国MOCVD学术会议论文集[C];2012年
4 单崇新;张振中;申德振;;氧化锌基薄膜的MOCVD生长及其紫外探测器研究[A];第十二届全国MOCVD学术会议论文集[C];2012年
5 成彩晶;;背入射AlGaN p-i-n太阳光盲紫外探测器的研制[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
6 江若琏;姬小利;周建军;谢自力;刘斌;韩平;张荣;郑有炓;龚海;;GaN基共振腔增强型紫外探测器的研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
7 宋航;尤坤;黎大兵;李志明;陈一仁;孙晓娟;蒋红;缪国庆;;光谱响应峰值可调MIS结构GaN紫外探测器[A];第十二届全国MOCVD学术会议论文集[C];2012年
8 李海国;吴刚;陈红征;汪茫;;纳米ZnO-共轭聚合物PFH杂化异质结紫外探测器的制备和研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 刘秀娟;李超;王建禄;张燕;孙璟兰;李向阳;;结合AlGaN和Poly(vinylidene fluoride)(PVDF)的新型日盲紫外探测器的研制[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
10 王震;牟同升;;分布辐射度法测量紫外辐射通量[A];走近CIE 26th——中国照明学会(2005)学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 王蔚;比一粒米还小,“紫外探测器”可随时报辐射强度[N];新华每日电讯;2007年
2 贾文忠;他们让导弹的“眼睛”更明亮[N];中国航空报;2010年
3 记者  许琦敏;“微型哨兵”随身监测紫外线[N];文汇报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王潇;基于高阶共振模式的金属表面等离子体增强型ZnO紫外探测器的制备和研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
2 陈斌;碳化硅MSM紫外探测器结构优化与温度特性研究[D];西安电子科技大学;2012年
3 张军琴;宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 张伟;局域表面等离激元增强AlGaN基紫外探测器的研究[D];华中科技大学;2016年
5 陈洪宇;Ag表面等离子体四极子增强型MgZnO紫外探测器的设计制备及其特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
6 孙晓娟;GaN紫外探测器材料的MOCVD生长及器件研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
7 张昊翔;硅基GaN薄膜材料及紫外探测器原型器件研究[D];浙江大学;2001年
8 张峰;4H-SiC基紫外探测器减反射膜的设计、制备及应用[D];厦门大学;2008年
9 赵延民;MgZn(Ni)O薄膜制备及垂直结构紫外探测器特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
10 李建坤;钙钛矿钛酸盐的光电特性研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2017年
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1 孙志鹏;金属纳米线/氧化锌复合材料的制备及其柔性紫外探测性能研究[D];南京邮电大学;2018年
2 陆锐;叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究[D];成都理工大学;2018年
3 石雄林;表面等离激元在β-Ga_2O_3基日盲紫外探测器中的应用性研究[D];电子科技大学;2018年
4 彭晓丽;基于ZnO纳米棒阵列自驱动紫外探测器制备与性能[D];浙江大学;2018年
5 景富义;原位生长宽禁带异质材料紫外探测器的研制[D];吉林大学;2017年
6 费永峰;TiO_2紫外探测器的制作及应用[D];吉林大学;2009年
7 黄波;紫外探测器的理论仿真设计及制备研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
8 孙立锐;碳化硅雪崩紫外探测器结构仿真研究[D];西安电子科技大学;2015年
9 田满芳;复合型紫外探测器的建模与设计[D];湘潭大学;2016年
10 甘勇;纳米TiO_2薄膜的制备及其光导型紫外探测器的初步研究[D];吉林大学;2005年
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