收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

GaInAsSb红外探测器的器件与物理研究

李志怀  
【摘要】:Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物GaInAsSb材料,随着材料组分变化,它的带隙在1.42~0.1 eV的范围内变化,覆盖了1~3微米、3~5微米、8~14微米三个重要红外波段。与GaSb衬底晶格匹配的GaInAsSb的禁带宽度可以覆盖从1.7μm至4.3μm的波段,这种材料在红外成像、污染监测、工业控制等方面有重要的实用价值,同时在未来的超低损耗光纤通信中又具有潜在应用。GaInAsSb红外探测器是一种新型化合物半导体材料红外探测器,具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、成本低、易于集成、器件性能均匀性好等优点,特别是该器件可在室温条件下工作的特点,尤为被重视。 本学位论文对器件工艺、器件的表征进行了研究,改善了器件工艺和探测器的器件性能,有利于器件的进一步实用化,取得了如下结果: 1、计算模拟了PIN结构GaInAsSb室温中红外探则器的暗电流特性,建立了探测器PSPICE模型,模拟结果和测量结果基本符合,计算结果表明器件表面和内部的缺陷对GaInAsSb探测器反向特性有较大的影响。 2、研究了P型GaInAsSb和N型GaSb化合物半导体的欧姆接触和合金化条件,并对样品进行了SEM和XRD分析。实验结果表明P型GaInAsSb的TiPtAu和AuZn已经形成欧姆接触,在295℃到305℃,合金化温度越高,欧姆接触越小。TiPtAu比AuZn的比欧姆接触要小,而且比欧姆接触的大小也更稳定。N型GaSb在蒸发AuGeNi后,不能自然形成欧姆接触,说明金属半导体之间有势垒存在;合金化研究表明,295℃后开始形成欧姆接触,但305℃时无法测定数值,表面出现结球现象。说明N型GaSb的AuGeNi合金化温度应该控制在300℃左右。三种比欧姆接触都可以达到10~(-5)Ω·cm~2量级,可以满足器件要求。 3、通过GaInAsSb红外探测器及GaInAsSb样品表面的(NH_4)_2S钝化,器件的反向特性和光学特性都有比较大的改善,GaInAsSo红外探测器的黑体探测率D_b~*在硫化铵钝化后由6.9×10~8 cm·Hz~(1/2)·W~(-1)提高到2.0×10~9 cm·Hz~(1/2)·W~(-1),探测器的峰值探测率达到4.83×10~(10) cm·Hz~(1/2)·W~(-1)。对GaInAsSo样品的AES和XPS分析表明,S在GaInAsSb表面首先与Ga、Sb形成S-Ga、S-Sb键,因而可以减小表面复合, 同时S原子又与更表面的S原子形成S一S键,钝化后的外延片表面形成硫单质, 钝化效果稳定。硫钝化后,有效地消除了Ga工nAssb表面悬挂键,减小了表面 态,使表面复合速度减小,从而改善了探测器的反向特性和探测率。90天后 测量,器件的IV特性和探测率并没有明显变化,说明钝化效果稳定。 4、研究了GalnASSb探测器单层增透膜的生长,测量结果表明生长增透膜后可以 使探测率有20一40%左右的提高,器件的卜V曲线基本上没有变化。其中器件 生长510后,效果最好,器件的黑体探测率可以提高40%左右。在生长增透膜 时要求生长在Z000C以下,当生长温度大于2000C时,器件的卜V特性变差, 器件受到破坏。 5、研究了Ga工l:ASSb红外探测器前置放大器的设计,通过分析低噪声放大器的设 计理论,研制了用分立晶体管搭建的前置放大器,同时也研制了用集成运放 工CL765O建立的放大电路,经过测试这两种放大电路都可以比较好的工作。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘延祥,夏冠群,唐绍裘,程宗权;GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器及其Ⅰ-Ⅴ特性的研究[J];红外;2004年05期
2 朱兵,鲍希茂,李和生,潘茂洪,茅保华,盛永喜;用连续CO_2激光在n-InP上制备欧姆接触[J];半导体学报;1984年05期
3 陈存礼,陈正夫,陈毅平,钟信群;高阻N型硅的欧姆接触[J];电子学报;1986年03期
4 张屏英,李志明;全欧姆接触高速开关晶体管[J];半导体技术;1988年06期
5 赵秀芳;Pd/In/Pd等组分材料对n型GaAs欧姆接触的比较研究[J];固体电子学研究与进展;1996年02期
6 章登宏,康建虎;半导体陶瓷电极欧姆接触理论分析[J];江汉石油学院学报;2002年04期
7 李志怀,夏冠群,程宗权,黄文奎,伍滨和;PIN结构GaInAsSb红外探测器的PSPICE模型[J];功能材料与器件学报;2003年01期
8 R. S. Pounds;佟慧茹;;用激光形成Ⅲ—V族化合物半导体的欧姆接触[J];微纳电子技术;1974年11期
9 庄严;欧姆接触银浆的试制[J];电子元件与材料;1984年03期
10 杨晓妍;GaAs外延层蒸镀Cr和Au膜制作欧姆接触及分析[J];长春光学精密机械学院学报;1995年01期
11 解金山;欧姆接触最佳合金条件[J];中国激光;1981年11期
12 王立军,张青月;P-InP欧姆接触的Nd-YAG激光合金化[J];半导体学报;1987年02期
13 张福甲,李宝军;钯为基底的p-GaP低阻欧姆接触层的XPS分析[J];稀有金属;1994年01期
14 钟兴儒,刘爱民,林兰英,常秀兰,陶琨,陈顺英;Ag/AuGeNi/n-GaSb欧姆接触的研究[J];太阳能学报;1995年04期
15 薛舫时;金属/氮化物肖特基势垒和欧姆接触研究进展[J];固体电子学研究与进展;2004年02期
16 V.L.Rideout;杨耀中;;Ⅲ~Ⅴ族化合物半导体欧姆接触理论和工艺述评[J];微纳电子技术;1976年05期
17 罗浩平;平面器件欧姆接触的电流流动模型[J];微电子学;1980年05期
18 张玉生,许汝民,刘东红,戴瑛,孟繁珉;AuGeNi/n-GaAs欧姆接触实验研究[J];山东工业大学学报;1994年04期
19 陈维德,谢小龙,陈春华,崔玉德,段俐宏,许振嘉;利用快速热退火在n-GaAs上形成浅欧姆接触[J];真空科学与技术学报;1997年01期
20 王玉霞,任大翠,张宝顺;高功率半导体激光器的欧姆接触[J];半导体光电;1998年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭新村;李国兴;张宝林;赵晓薇;董鑫;郑伟;杜国同;;叠层结构GaInAsSb热光伏电池的设计和优化[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
2 孙艳玲;孙国胜;刘肃;王雷;赵万顺;罗木昌;曾一平;林兰英;;蓝宝石(0001)衬底上p-3C-SiC欧姆接触的研究[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
3 郭辉;张义门;张玉明;;利用SiC:Ge形成SiC欧姆接触中间层[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
4 尹以安;毛明华;朱丽虹;刘宝林;张保平;;用p-InGaN/p-GaN超晶格做接触层获得低阻欧姆接触的研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
5 陈继权;孙金池;李阳平;刘正堂;;CdZnTe晶体欧姆接触电极的制备工艺研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
6 张跃宗;冯士维;张弓长;王承栋;;n-GaN/Ti/Al/Ni/Au欧姆接触温度特性及微结构研究[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
7 王晓双;刘仁和;;InP:Fe光导开关的研究[A];第十届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2000年
8 杨邦朝;贾宇明;高新宏;恽正中;苟立;冉均国;;热处理对掺硼金刚石膜电性能与欧姆接触的影响[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
9 唐恒敬;吕衍秋;吴小利;张可锋;徐勤飞;李雪;龚海梅;;正、背照InGaAs探测器的性能对比研究[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
10 李春;陈刚;;离子注入工艺在4H-SiC器件中的应用[A];第十五届全国化合物半导体材料,微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李志怀;GaInAsSb红外探测器的器件与物理研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
2 韩涛;铝掺杂氧化锌及其与氮化镓薄膜肖特基接触和欧姆接触性质研究[D];武汉大学;2013年
3 赵智彪;GaN和AIGaN/GaN的RFP-MBE生长及其特性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
4 张跃宗;高温环境及大电流密度应力下GaN基欧姆接触退化机理的研究[D];北京工业大学;2009年
5 杨皓宇;锑化物自组织量子点的MOCVD制备研究及热光伏器件结构模拟[D];吉林大学;2013年
6 郭辉;SiC器件欧姆接触的理论和实验研究[D];西安电子科技大学;2007年
7 卢洋藩;ZnO薄膜的N相关掺杂及p-ZnO欧姆接触的研究[D];浙江大学;2009年
8 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
9 王平;碳化硅场效应器件的模型及关键工艺技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
10 罗谦;AlGaN/GaN HEMT器件物理模型和关键工艺技术研究[D];电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘延祥;GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器及工艺的研究[D];湖南大学;2005年
2 简贵胄;GaInAsSb/AlGaAsSb半导体激光器器件工艺及表征技术研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
3 徐进;GaN欧姆接触及器件的研究[D];浙江大学;2003年
4 于石松;提高红外探测器探测率的理论分析[D];长春理工大学;2010年
5 李俊承;InGaAsSb半导体激光器欧姆接触的研究[D];长春理工大学;2011年
6 刘芳;碳化硅离子注入及欧姆接触的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 宋力君;ZnO薄膜的欧姆接触研究[D];大连理工大学;2012年
8 李嘉炜;硅基GaN欧姆接触及紫外探测器的研究[D];浙江大学;2002年
9 陈继权;CdZnTe晶体欧姆接触薄膜电极的制备工艺与性能研究[D];西北工业大学;2004年
10 郭欣;锑化物半导体材料的MOCVD生长研究及其热光伏器件的模拟分析[D];吉林大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 罗清岳;解析LED光谱技术 挑战超高亮度LED产品[N];电子资讯时报;2006年
2 ;反间谍软件:双风贯耳[N];网络世界;2005年
3 何雅菲;高科技打造超级士兵[N];中国国防报;2002年
4 邓流沙;举行“企业技术创新院士行”活动[N];中国有色金属报;2002年
5 北方交通大学光电子技术研究所 徐叙瑢;发光显示种类繁多[N];中国电子报;2000年
6 魏世友;美军发展高科技红外探雷系统[N];中国国防报;2003年
7 侯海龙;McAfee 垃圾邮件的终结者[N];中国计算机报;2003年
8 刘兆和 王群 陶佑林;集束新技术:成像探雷[N];解放军报;2010年
9 杜小卫;常州亿晶太阳能电池银浆填补国内空白[N];中国建材报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978