隨著科技的發(fā)展,紫外探測(cè)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。AlGaN日盲紫外探測(cè)器具有全固態(tài)、本征截止、工作電壓小、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。而且,AlGaN材料具有直接寬帶隙,帶隙寬度從3.4-6.2 eV連續(xù)可調(diào),覆蓋了日盲紫外波段,是制作日盲紫外探測(cè)器的理想材料。在傳統(tǒng)的研究中,AlGaN日盲紫外探測(cè)器多采用PIN結(jié)構(gòu),雖然其暗電流低、響應(yīng)速度快,適合制備與Si基讀出電路混合集成的焦平面陣列。但是,由于PIN結(jié)構(gòu)中,高Al組分的AlGaN材料不僅p型摻雜困難,而且摻入的受主鎂原子的激活能很高,難于獲得高性能p-AlGaN材料;在異質(zhì)外延生長(zhǎng)時(shí),由于外延材料與襯底間的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)差異,導(dǎo)致晶格失配和熱失配較嚴(yán)重;此外,金屬電極很難在p型AlGaN材料上形成良好的歐姆接觸,不利于光生載流子的輸運(yùn)和提取等缺點(diǎn)。這些因素都是嚴(yán)重制約著其發(fā)展的根源。盡管p-GaN材料可以克服p-AlGaN材料電學(xué)性能差的缺點(diǎn),并解決光生載流子的輸運(yùn)難問(wèn)題,但是p-GaN材料在近紫外區(qū)有響應(yīng),這不符合日盲紫外探測(cè)器的要求。所以,我們提出采用背照射MIS結(jié)構(gòu)制作AlGa N日盲紫外探測(cè)器,其不僅具有與P... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

InAlGaN材料的晶格常數(shù)與禁帶寬度、吸收光波長(zhǎng)之間的關(guān)系

2.1 MOCVD 外延技術(shù)簡(jiǎn)介MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)稱為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)，用于半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)。其優(yōu)點(diǎn)為可有效控制生長(zhǎng)過(guò)程、高的外延生長(zhǎng)速率、外延薄膜均勻性良好、結(jié)晶質(zhì)量高。MOCVD 生長(zhǎng)外延材料是一種非平衡生長(zhǎng)技術(shù)，它依賴于源氣體傳輸過(guò)程和隨后的Ⅲ族氫化物和Ⅴ族氫化物的熱裂解反應(yīng)。其組分和生長(zhǎng)速率均由精確控制的源流量和各種不同成分的氣流所控制。采用 MOCVD 技術(shù)生長(zhǎng) AlGaN 外延材料時(shí)，分別采用三甲基鎵(TMGa)、三甲基鋁(TMAl)和氨氣(NH3)作為 Ga 源、Al 源和 N 源。氫氣(H2)作為載氣，硅烷(SiH4)作為 n 型雜質(zhì)摻雜，鎂(Mg)作為 p 型雜質(zhì)摻雜。外延材料生長(zhǎng)過(guò)程為：首先載氣攜帶 MO 源和氫化物進(jìn)入到外延生長(zhǎng)區(qū)域，擴(kuò)散到襯底表面，被襯底吸附；然后，被吸附的分子在襯底表面發(fā)生氣相反應(yīng)，進(jìn)行外延生長(zhǎng)；沒(méi)有參與反應(yīng)的源和反應(yīng)副產(chǎn)物在襯底表面解吸附，擴(kuò)散到氣流中，排出反應(yīng)室，生長(zhǎng)過(guò)程如圖 2.1 所示。

第 2 章 MOCVD 外延技術(shù)與表征測(cè)試方法通過(guò)材料晶格對(duì) X 射線的衍射，來(lái)分析材料的組分、厚度、晶格常數(shù)、應(yīng)變、晶格缺陷以及利用 XRD 的倒易空間掃描方式來(lái)測(cè)試材料中的應(yīng)力狀態(tài)。此種研究方法對(duì)材料無(wú)損傷，屬于無(wú)破壞性檢測(cè)，并且分析結(jié)果直觀，測(cè)試精度高，被廣泛的應(yīng)用于光電子材料研究領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Enhancement of blue InGaN light-emitting diodes by using AlGaN increased composition-graded barriers[J]. 雷嚴(yán),劉志強(qiáng),何苗,伊?xí)匝?王軍喜,李晉閩,鄭樹文,李述體.  Journal of Semiconductors. 2015(05)
[2]AlGaN metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors on sapphire substrate with a low-temperature AlN buffer layer[J]. 張軍琴,楊銀堂,賈護(hù)軍.  Chinese Optics Letters. 2013(10)
[3]Si襯底氮化物L(fēng)ED器件的研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)強(qiáng),楊慧.  半導(dǎo)體光電. 2012(02)
[4]國(guó)產(chǎn)SiC襯底上利用AlN緩沖層生長(zhǎng)高質(zhì)量GaN外延薄膜[J]. 陳耀,王文新,黎艷,江洋,徐培強(qiáng),馬紫光,宋京,陳弘.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2011(09)
[5]采用低溫緩沖層技術(shù)在Si襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量Ge薄膜[J]. 周志文,賀敬凱,李成,余金中.  光電子.激光. 2011(07)
[6]寬禁帶半導(dǎo)體日盲紫外探測(cè)器研究進(jìn)展[J]. 李長(zhǎng)棟,韓慧伶.  光機(jī)電信息. 2009(04)
[7]寬禁帶半導(dǎo)體SiC功率器件發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張波,鄧小川,張有潤(rùn),李肇基.  中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2009(02)
[8]AlxGa1-xN日盲紫外探測(cè)器及其焦平面陣列[J]. 趙文伯,趙紅,葉嗣榮,黃烈云,唐遵烈,羅木昌,楊曉波,廖秀英,向勇軍,鄒澤亞.  半導(dǎo)體光電. 2009(01)
[9]Development of solar-blind AlGaN 128x128 Ultraviolet Focal Plane Arrays[J]. YUAN YongGang1, ZHANG Yan1, CHU KaiHui1, LI XiangYang1, ZHAO DeGang2 & YANG Hui2 1 State Key Laboratories of Transducer Technology, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China; 2 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China.  Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2008(06)
[10]寬禁帶半導(dǎo)體器件的發(fā)展[J]. 畢克允,李松法.  中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2006(01)

博士論文
[1]GaN基Ⅲ族氮化物外延生長(zhǎng)及相關(guān)器件的研究[D]. 張恒.山東大學(xué) 2017
[2]基于極化電場(chǎng)調(diào)控AlGaN基紫外探測(cè)器的研究[D]. 陳海峰.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017
[3]Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體可見光盲及日盲紫外探測(cè)器研究[D]. 謝峰.南京大學(xué) 2012

碩士論文
[1]氮化鎵基MIS結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器研究[D]. 尤坤.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2011



本文編號(hào)：3485442