【摘要】：紅外探測(cè)器抗干擾能力強(qiáng)、分辨率高、穿透能力強(qiáng)、可晝夜工作,因而廣泛應(yīng)用于軍用和民用領(lǐng)域。紅外探測(cè)器件制作周期長(zhǎng)且價(jià)格昂貴,這使得器件模擬成為器件設(shè)計(jì)和優(yōu)化的常用方法。暗電流是制約紅外探測(cè)器性能的重要參數(shù),要想提高紅外探測(cè)器的性能就必須降低暗電流,提高信噪比。但是目前對(duì)紅外探測(cè)器暗電流的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不是很清楚�；趯�(shí)驗(yàn)觀測(cè)的數(shù)據(jù),結(jié)合半導(dǎo)體載流子的輸運(yùn)模型,本文利用數(shù)值模擬和解析擬合的方法,對(duì)幾種紅外探測(cè)器的暗電流機(jī)理進(jìn)行了研究。針對(duì)探測(cè)的電學(xué)特性,提取出暗電流的成份,獲得器件的特征參數(shù),指導(dǎo)紅外探測(cè)器的制備,從而推動(dòng)紅外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展。具體內(nèi)容如下:1、對(duì)SAGCM InGaAs/InP APD器件進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到的I-V特性曲線很好的和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合。提取得到了倍增層在不同陷阱濃度下的暗電流成份,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)擊穿電壓和貫穿電壓的影響。2、研究了i層厚度和n層厚度對(duì)InP/InGaAs/InP p-i-n光電二極管光電響應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)量子效率和響應(yīng)率隨著i層厚度的增加先增大再減小。結(jié)果表明在背照射時(shí),響應(yīng)率隨著n層厚度的增加而減小。通過(guò)分析模擬結(jié)果,得到了最優(yōu)的i層和n層厚度。3、針對(duì)紅外探測(cè)器的暗電流四種機(jī)制,擴(kuò)散電流、產(chǎn)生復(fù)合電流、帶間直接隧穿電流和陷阱輔助隧穿電流,利用解析的非線性擬合方法對(duì)長(zhǎng)波HgCdTe紅外探測(cè)器在不同溫度下的I-V特性進(jìn)行研究。得到了不同溫度下HgCdTe紅外探測(cè)器的暗電流成份與溫度的關(guān)系,同時(shí)提取得到六個(gè)特征參數(shù)隨溫度的變化關(guān)系。4、通過(guò)解析擬合方法研究了退火時(shí)間對(duì)中波HgCdTe紅外探測(cè)器的影響。得到了中波HgCdTe紅外探測(cè)器在不同退火時(shí)間下器件的物理參數(shù)。結(jié)果表明退火前后各偏壓范圍內(nèi)的主導(dǎo)暗電流機(jī)制并沒(méi)有發(fā)生改變;退火一定的時(shí)間才對(duì)器件的性能有一定的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN215

【參考文獻(xiàn)】

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