本文關(guān)鍵詞：4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的性能及可靠性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：紫外探測器在紫外通信、生物探測、紫外天文、火焰?zhèn)鞲械阮I(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用,因此得到了大量的關(guān)注和研究。SiC材料由于具有禁帶寬度大、高熱導(dǎo)率、高電子飽和遷移率等優(yōu)良的物理特性,且材料成熟,成為制備紫外探測器的優(yōu)選材料。基于SiC材料已經(jīng)制備出各種結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)良的紫外探測器,其中肖特基結(jié)構(gòu)由于具有表面結(jié)、適合制備超大面積器件且制備工藝較簡單,取得了不少研究成果。在實(shí)際應(yīng)用中,我們不僅要求紫外探測器具有優(yōu)良的性能,還對它的其他特性提出了更高的要求。在一些高溫應(yīng)用場合中,比如在對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)火焰燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)或者在勘探石油或天然氣過程中,器件需要長時(shí)間工作在高溫環(huán)境下,因此要求器件不僅要具有優(yōu)良的高溫性能,還要具備優(yōu)良的高溫可靠性,對此我們進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。在其他一些應(yīng)用領(lǐng)域,比如紫外預(yù)警系統(tǒng)或者紫外通信,由于對靈敏度和準(zhǔn)確性要求非常高,因此應(yīng)用時(shí)希望能排除自然界紫外光的背景干擾,而讓紫外探測器只工作在240-290nm的“日盲”波段就是很好的解決辦法。基于SiC材料的紫外探測器本身不具有“日盲”特性,對此我們提出了一種創(chuàng)新的解決辦法并做了一些探索。因此,本文基于4H-SiC材料制備出性能優(yōu)良的肖特基結(jié)紫外探測器,并對其高溫性能和高溫可靠性進(jìn)行了研究,且在器件的“日盲”特性方面做了一些探索,主要內(nèi)容如下：1.在4H-SiC襯底上制備了尺寸為1mm×1mm的垂直結(jié)構(gòu)肖特基結(jié)紫外探測器,并對器件的高溫性能和高溫可靠性進(jìn)行了表征。在25℃到200℃的溫度范圍內(nèi)器件表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能,不僅具有極低的暗電流,還具有較高的量子效率。通過對器件進(jìn)行200℃的高溫存儲和高達(dá)550℃的高溫?zé)嵬嘶?我們對器件的高溫可靠性也進(jìn)行了研究。2.為了使器件具備“日盲”特性,我們提出了一種創(chuàng)新方法：即把濾光片直接集成到SiC探測器中。具體做法是：在SiC基肖特基探測器表面交替淀積高低折射率的不同材料形成全介質(zhì)層結(jié)構(gòu),該全介質(zhì)層結(jié)構(gòu)不僅具有鈍化層保護(hù)器件的作用,還能對入射的紫外光進(jìn)行調(diào)制。在此基礎(chǔ)上我們制備了兩種具有不同介質(zhì)層厚度的4H-SiC基肖特基結(jié)紫外探測器。測試顯示,兩種結(jié)構(gòu)的紫外探測器可在不同的頻率范圍實(shí)現(xiàn)濾波功能,從而使器件具有“日盲”特性。該方法相比于在器件表面加裝昂貴的濾波器的傳統(tǒng)方法,不僅更便于集成,且成本更低。
【關(guān)鍵詞】：4H-SiC 肖特基結(jié) 紫外探測器 高溫性能 高溫可靠性 日盲特性
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN23
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9-12
• 1.2 SiC半導(dǎo)體材料特性12-14
• 1.3 紫外探測器件主要參數(shù)指標(biāo)14-16
• 1.4 4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 參考文獻(xiàn)19-23
• 第二章 4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的高溫及其可靠性研究23-36
• 2.1 研究背景23
• 2.2 4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的制備23-29
• 2.3 4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的高溫性能29-31
• 2.4 4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器的高溫可靠性31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第三章 具有濾波功能鈍化層的4H-SiC肖特基結(jié)紫外探測器36-45
• 3.1 研究背景36-37
• 3.2 濾波功能鈍化層的原理37-38
• 3.3 具有濾波功能鈍化層紫外探測器的制備38-41
• 3.4 具有濾波功能鈍化層紫外探測器的性能41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 參考文獻(xiàn)44-45
• 第四章 結(jié)論與展望45-47
• 4.1 主要結(jié)論45-46
• 4.2 研究展望46-47
• 發(fā)表論文目錄47-48
• 致謝48-49

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