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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  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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氮掺杂氧化镓薄膜为过渡层制备氮化镓纳米线及其探测器

氮化镓(Ga N)纳米线,作为典型的宽禁带半导体纳米材料,不仅具有Ga N体材料优异的光电性能,还兼具了纳米材料的特性,在激光器、发光二级管、紫外探测器和场效应晶体管等纳米光电器件中具有广阔的应用前景。但是,Ga N纳米线在材料的制备上仍然存在催化剂粒子污染、制备成本高和参数复杂等问题,严重限制了Ga N纳米线的质量及其器件性能。本论文以氮掺杂氧化镓(Ga_2O_3)薄膜为过渡层来制备无催化剂粒子污染的Ga N纳米线,并利用Ga N纳米线制备出一种金属-半导体-金属(MSM)型紫外探测器。本论文的主要研究内容有:采用磁控溅射法在蓝宝石(0001)衬底上制备出高质量的氮掺杂Ga_2O_3薄膜,研究了溅射气压、氮气(N2)流量、薄膜厚度和退火气氛对氮掺杂Ga_2O_3薄膜的表面形貌、结构特性和光学性能的影响;采用化学气相沉积(CVD)法,以氮掺杂Ga_2O_3薄膜为过渡层制备无催化剂粒子污染的Ga N纳米线,研究了生长温度和氨气(N...  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

氮化镓基MIS结构紫外探测器研究

紫外探测技术在民用和军事领域中应用极其广泛。在民用领域,紫外探测技术可以应用于诸如火焰探测、海上油监、生物医药分析、臭氧的监测、太阳照度监测、公共安全侦察等;在军事领域中,紫外探测技术则可以应用于导弹的预警制导和紫外通讯等方面。总之,紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后的新的军民两用的光电探测技术。一直以来,高灵敏度的紫外探测大多采用的是对紫外光敏感的真空光电倍增管及相似的真空类型器件。但是,与固体型的探测器相比,真空类型器件有着体积大和工作电压太高的缺点;硅光电器件,作为固体探测器的代表,对可见光有响应,该特点在紫外探测中就会成为缺点,此时若要求只对紫外信号进行探测就会需要昂贵的前置滤光设施。伴随着宽禁带的半导体材料研究的逐步深入,越来越多的人们开始考虑制备对可见光没有响应的半导体紫外探测器。GaN有着直接宽带隙(Eg~3.4eV),由其制作的紫外光探测器对波长大于365nm的光波是没有响应的,而对于波长比365nm短的紫外...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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GaN基紫外探测器研究

紫外探测有许多的应用领域,如火焰探测,导弹羽烟追踪,天际紫外通信等。AlGaN是直接带隙半导体,其禁带宽度在3.4eV至6.2eV间可调,对应吸收波长为365nm至200nm,覆盖了整个日盲波段,是制作紫外探测器的优良材料。本文从AlGaN基紫外探测器的结构设计,外延材料生长,器件制备及测试分析等方面展开了研究。为了实现真正的日盲探测,本征吸收区AlGaN材料的Al组分应大于0.46,其厚度为300nm可以获得较高的光吸收量子效率和较快的响应时间。在此基础上,设计了PIN和MSM两种类型的紫外探测器材料结构。为了在蓝宝石衬底上外延高Al组分的AlGaN材料,本文采用低温/高温AlN生长法,获得了较高质量的AlN模板层,其X射线ω(002)衍射半宽为74弧秒,表面粗糙度为0.33nm。其后,通过优化外延时的生长压力,温度,Ⅴ/Ⅲ比等工艺条件,改善了高Al组分AlGaN层的晶体质量,Al_(0.46)GaN材料X射线ω(002)衍射...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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GaN基p-i-n紫外探测器研究

宽禁带半导体材料GaN及其三元合金AlGaN,由于其禁带宽度大、热稳定性和化学稳定性好,在光电子器件,尤其紫外探测器领域有着重要的应用价值。其中探测波段在240-280nm区间(日光盲区)的探测器可以广泛应用于导弹尾焰探测、火灾监测、卫星间通信等领域,在国际上引起了广泛的研究兴趣。本文针对基于高温AlN模板层的GaN基背照式p-i-n型日光盲探测器的设计、制作与性能测试开展了研究。着重研究了对实现日光盲探测具有重要意义的AlN缓冲层材料的MOCVD生长、p型GaN的掺杂及欧姆接触。研究发现在蓝宝石衬底表面无氮化,低V/III比情况下,可以在1200℃高温下生长出表面原子级光滑的AlN材料。将该AlN材料作为模板层,成功生长了高Al组分(0.4)的n-AlGaN材料。在高温AlN模板上采用渐变δ掺杂的方法,制备了空穴浓度高于5.0×1017cm-3的高质量p-GaN材料。分析发现,HT-AlN/蓝宝石模板与渐变δ掺杂的方法改善了p...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

氧化锌基紫外雪崩光电器件研究

ZnO基材料因具有宽广的带隙调节范围、较高的激子结合能、较低的制备温度、晶格匹配的单晶衬底,以及较强的抗辐射能力等优点,使得该材料在紫外探测器以及发光器件方面有着广阔的应用前景。本论文利用在高电场强度下介电层中载流子通过碰撞离化而实现的雪崩倍增效应的思想,在Au/MgO/ZnO(MgZnO)/MgO/Au结构中实现了ZnO基紫外雪崩光电探测器以及发光器件,所取得的主要研究结果如下:1、利用在高电场下MgO中载流子通过碰撞离化而实现的雪崩倍增效应的思想,设计并制备了Au/MgO/ZnO/MgO/Au结构,并在该结构中首次实现了氧化锌紫外雪崩光电探测器。在73V偏压下,该器件的雪崩倍增因子约为294,其最大响应度约为1.7×104A/W。2、为了实现更短波长的探测,将ZnO雪崩探测器的激活层替换为禁带宽度更大的MgZnO材料,并在Au/MgO/MgZnO/MgO/Au结构中实现了氧锌镁基紫外雪崩光电探测器。该器件的雪崩阈值电压为16...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>