【摘要】：隨著時(shí)代地不斷發(fā)展,人們對自然地探索不斷深入,紫外探測技術(shù)也在不斷進(jìn)步,并廣泛應(yīng)用于民用和軍事等領(lǐng)域。在民用領(lǐng)域中,紫外探測技術(shù)可以應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、火焰探測和天際紫外通信等方面。在軍事領(lǐng)域中,紫外探測技術(shù)可以應(yīng)用于情報(bào)傳遞、導(dǎo)彈預(yù)警以及生化試劑檢測等方面。AlGaN材料是直接帶隙半導(dǎo)體,通過調(diào)節(jié)鋁組分的大小,可以使其禁帶寬度在3.4eV(GaN)到6.2eV(AlN)連續(xù)變化,對應(yīng)波長為200nm～365nm的紫外線,處于近紫外到深紫外的波段范圍。此外AlGaN材料還具有高電子飽和漂移速率、高擊穿電場、高熱導(dǎo)率以及高抗輻射能力等優(yōu)良的特性,所以AlGaN材料是制備紫外探測器的優(yōu)選材料。本文主要圍繞AlGaN肖特基型多元陣列紫外探測器和金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)結(jié)構(gòu)紫外探測器的制備和表征來展開工作,取得的主要研究結(jié)果如下:(1)通過半導(dǎo)體工藝基于AlGaN材料制備了2×2肖特基型多元陣列紫外探測器,并對樣品器件的I-V特性進(jìn)行了表征。多元器件單個(gè)像元的暗電流在50V反向偏壓下仍不超過10-9A的量級,且具有比較好的整流特性。對同一陣列中各像元的光電特性進(jìn)行分析,在50V反向偏壓下,各像元暗電流的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)為8.20%,光電流的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)為2.55%,均小于10%,在5V反向偏壓下的響應(yīng)度峰值的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)為3.28%,說明多元陣列器件中各像元間的光電性能具有比較好的一致性。所以該四元正交探測器有望應(yīng)用于定位器的制備,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤與定位。(2)為了研究叉指間距對MSM型器件性能的影響,我們基于AlGaN材料制備了叉指間距分別為5μm、10μm和15μm的MSM型紫外探測器,叉指電極處的尺寸大小均為200μm ×400μm,然后對具有不同叉指間距的MSM型器件的光電特性進(jìn)行表征。由測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,隨著叉指間距從5μm增加到15μm,在5V偏壓下的光電流從1.70×10-5 A減小到2.44×10-6A,在8V偏壓下的響應(yīng)度峰值從78.69mA/W減小到50.42mA/W。結(jié)合電場分布的模擬,我們認(rèn)為器件光電流和響應(yīng)度峰值降低的主要原因有:一方面是MSM型器件相鄰叉指電極間的電場強(qiáng)度會隨著叉指間距的增大而減小,載流子在電場下的漂移速度減弱,從而導(dǎo)致器件的光電流響應(yīng)降低;另一方面是MSM型器件中的電場分布深度也會隨著叉指間距的增加而降低,吸收層中耗盡層的厚度變薄,參與漂移運(yùn)動的載流子數(shù)量減少,從而也會減弱器件的光電流響應(yīng)。
【圖文】：

圖１－２氮化物的纖鋅礦結(jié)構(gòu)逡逑纖鋅礦結(jié)構(gòu)的理想晶格常數(shù)比（ｃｏ／ａｏ）等于１．６３３，而氮化物材料中氮化（ＧａＮ）、氮化銦（ＩｎＮ）和氮化鋁（Ａ１Ｎ）的晶格常數(shù)比（ｃ／ａ）分別等于１．６２７

ＩＩＩ族氮化物是寬禁帶半導(dǎo)體的主要代表之一，包括氮化鎵（ＧａＮ）、氮化銦逡逑（ＩｎＮ）、氮化鋁（Ａ１Ｎ）以及由它們組成的三元以及四元合金化合物材料。傳統(tǒng)逡逑半導(dǎo)體（Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ）的晶體結(jié)構(gòu)是金剛石或閃鋅礦結(jié)構(gòu)，如圖１－１所示。氮逡逑化物材料（ＧａＮ）中最穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，如圖１－２所示。由于逡逑氮化物材料中Ｇａ、Ｎ原子層的堆積秩序存在差異，，氮化物材料中還存在亞穩(wěn)定逡逑的立方閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)，且兩種結(jié)構(gòu)的氮化物材料之間的物理特性也存在很大的逡逑差異。逡逑冒

本文編號：2687770