【摘要】：阻擋雜質(zhì)帶(BIB)探測(cè)器能對(duì)30~300μm的太赫茲輻射進(jìn)行探測(cè),與傳統(tǒng)的光電導(dǎo)相比,它具有更高的量子效率、更長(zhǎng)的響應(yīng)波長(zhǎng)和更優(yōu)的抗輻照性能。為滿(mǎn)足天文觀測(cè)對(duì)象寬譜、低背景、弱信號(hào)的特性,天文用阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器的材料和工藝技術(shù)得到不斷地發(fā)展。本課題設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)的阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器芯片,并對(duì)其相關(guān)工藝技術(shù)進(jìn)行了研究和探索。本文首先闡述了阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器材料和結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展;其次,介紹了阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器的相關(guān)工藝技術(shù),以及器件的物理結(jié)構(gòu)和工作原理;最后,分別就平面型和層疊型GaAs基BIB探測(cè)器的設(shè)計(jì)方案和制備流程進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)層疊型GaAs基BIB探測(cè)器進(jìn)行了測(cè)試。平面型阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器工藝技術(shù)研究包括:介紹了平面型GaAs基BIB探測(cè)器的物理結(jié)構(gòu),分析了GaAs基BIB探測(cè)器的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì),規(guī)劃了平面型GaAs基BIB探測(cè)器制備工藝流程,并模擬分析了吸收層和電極層的離子注入方案。模擬離子注入的結(jié)果表明,先后共四次以不同能量、不同劑量注入Si離子,可實(shí)現(xiàn)吸收層和電極層摻雜雜質(zhì)的均勻分布,最終注入深度達(dá)到1μm,摻雜濃度分別為5×1015 cm-3、4×1019 cm-3。層疊型阻擋雜質(zhì)帶探測(cè)器工藝技術(shù)研究包括:調(diào)研了目前GaAs外延片的生長(zhǎng)工藝技術(shù)水平,并確定了金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法生長(zhǎng)GaAs外延片,設(shè)計(jì)了層疊型GaAs基BIB探測(cè)器的物理結(jié)構(gòu),介紹了具體制備工藝流程,并就其中的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了研究與改進(jìn)。具體分析了歐姆電極的制備方法,最終,電極材料采取了Au-Ge-Ni合金方案,后續(xù)退火采取了拋光面向下的快速熱退火方式。對(duì)GaAs基BIB探測(cè)器和Si基BIB探測(cè)器的退火工藝進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)GaAs刻蝕工藝進(jìn)行了嘗試與改進(jìn),最終采取等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法制備SiO2作為刻蝕工藝的掩膜。最后,對(duì)制成的BIB探測(cè)器進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明GaAs:Si BIB探測(cè)器在60~200μm(5~1.5 THz)內(nèi)有響應(yīng),響應(yīng)全落在太赫茲波段范圍內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN215

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 廖開(kāi)升;李志鋒;王超;李梁;周孝好;李寧;戴寧;;用于遠(yuǎn)紅外探測(cè)的Si:P阻擋雜質(zhì)帶紅外探測(cè)器研制[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2016年01期

2 朱賀;張兵坡;王淼;胡古今;戴寧;吳惠楨;;高劑量As離子注入對(duì)高阻Si電學(xué)特性的影響[J];物理學(xué)報(bào);2014年13期

3 廖開(kāi)升;劉希輝;黃亮;李志鋒;李寧;戴寧;;天文用阻擋雜質(zhì)帶紅外探測(cè)器[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2014年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 廖開(kāi)升;硅基阻擋雜質(zhì)帶紅外探測(cè)器研制及其光電特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

2 劉春曉;離子注入光學(xué)玻璃光波導(dǎo)的制備和特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2012年

3 明憲兵;寬禁帶半導(dǎo)體氧化鋅晶體的離子注入光學(xué)效應(yīng)研究[D];山東大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 盧吳越;退火方式對(duì)Ni/SiC歐姆接觸的影響[D];上海師范大學(xué);2014年

2 曲光偉;GaAs微探尖的液相外延生長(zhǎng)及其剝離技術(shù)[D];大連理工大學(xué);2012年

3 譚嘉杰;等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制備優(yōu)化TiO_2薄膜及其光學(xué)性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

4 于石松;提高紅外探測(cè)器探測(cè)率的理論分析[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2010年

5 孫鈺林;PECVD制備玻璃態(tài)SiO_2薄膜技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2009年

6 路亮;紫外激光曝光光刻SU-8膠的工藝研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2006年

7 鄭慧雯;金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法制備功能梯度材料的方法和機(jī)理的研究[D];西南師范大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：2568745