采用3種不同鈍化膜制備InSb探測器,測試不同周長/面積比二極管芯片的I-V特性曲線,通過對偏置電壓為-0.1 V時的暗電流密度進行比較,分析了表面漏電流對InSb探測器性能的影響。實驗結(jié)果表明SiO₂+SiN_x復(fù)合膜能大幅度降低器件表面暗電流,C-V測試結(jié)果也表明復(fù)合鈍化膜能大幅度降低了界面固定電荷。將復(fù)合鈍化膜應(yīng)用到128×128 15μm InSb焦平面探測器上,探測器芯片優(yōu)值因子R₀A≥5×10⁴Ω·cm²,較之前（R₀A≈5×10³Ω·cm²）得到了極大改善。 

【文章來源】：紅外技術(shù). 2020,42(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同結(jié)面積、不同鈍化膜系I-V曲線圖

從圖3可知，隨著P/A的增加，樣品3的暗電流密度基本不變，樣品1和樣品2在P/A=80時（結(jié)面積250000?m2）均表現(xiàn)出暗電流密度較大，從P/A=106開始，暗電流密度隨P/A比的增加逐漸增加。根據(jù)公式(1)，對3個樣品-0.1 V時的暗電流密度進行了線性擬合，并分別計算了3個樣品表面漏電流在總暗電流的占比（IS/I）情況，擬合結(jié)果見表2,IS/I隨P/A的變化見圖4。從表2可知，樣品3的表面漏電流密度遠小于樣品1及樣品2。從圖4可知，樣品1與樣品2 IS/I隨P/A增加而大幅增加，樣品3 IS/I隨P/A增加基本不變，當P/A=800（結(jié)面積為2500?m2）時，樣品1表面漏電流占總電流比例（IS/I）為65%，樣品2為50%，樣品3為2%，表明小結(jié)區(qū)面積p-n結(jié)二極管更容易受表面漏電流影響。綜合以上分析，可知使用Si O2+Si Nx復(fù)合鈍化膜制備探測器可大幅度降低探測器表面漏電流，使器件I-V反向特性得到了極大改善。

將Si O2+Si Nx鈍化膜應(yīng)用到128×128、15?m In Sb焦平面探測器的制備上，測試其I-V特性曲線，如圖6所示。結(jié)果表明：反向偏壓為-0.05 V時，芯片暗電流為100 p A，零偏壓阻抗R0≥25 GΩ，探測器芯片優(yōu)值因子R0A≥5×104?·cm2，反向偏壓為-1 V時，反向漏電增加不超過100 p A，表明使用Si O2+Si Nx復(fù)合鈍化膜能獲得較優(yōu)的芯片性能。4 結(jié)論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]銻化銦紅外焦平面器件鈍化前脫水工藝研究[J]. 亢喆,曹海娜,邱國臣,肖鈺.  電子器件. 2019(03)
[2]界面陷阱對InSb光伏型紅外探測器穩(wěn)態(tài)特性的影響[J]. 陳曉冬,楊翠,劉鵬,邵曉鵬,張小雷,呂衍秋.  紅外與毫米波學(xué)報. 2018(02)
[3]InSb紅外焦平面探測器現(xiàn)狀與進展[J]. 牟宏山.  激光與紅外. 2016(04)
[4]表面預(yù)處理對InSb鈍化層界面的影響[J]. 肖鈺,史夢然,寧瑋,段建春.  激光與紅外. 2014(08)
[5]InSb陽極氧化膜界面特性研究[J]. 余黎靜,李延?xùn)|,信思樹,郭雨航,楊文運.  紅外技術(shù). 2012(04)
[6]InSb焦平面探測器背面鈍化的研究[J]. 傅月秋,王海珍,鄭克霖.  航空兵器. 2009(04)
[7]含氧等離子體對低溫CVD沉積SiO2鈍化性能的改善[J]. 張國棟,孫維國.  固體電子學(xué)研究與進展. 2004(04)



本文編號：3090043