發(fā)布時間：2021-11-10 03:47

　　紅外探測器是將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換成便于計量的物理量的器件,廣泛應(yīng)用于軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。半導(dǎo)體紅外光電探測器有多種結(jié)構(gòu)。其中,量子阱探測器具有良好的均勻性與較高的可靠性,適合于大規(guī)模焦平面陣列的制作。同時,它們適用于制作雙色和多色探測器。然而,量子阱紅外探測器的工作原理決定了探測器的性能難以提升。多數(shù)研究人員致力于提高器件光耦合的效率。但也有研究人員提出了改進器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。其中,有研究人員提出了一種基于隧道補償效應(yīng)的量子阱紅外探測器。通過增加量子阱的數(shù)目就可以增長探測器的光電流。缺陷在于外延摻雜控制的水平不足容易造成器件的失效。為改善這一缺陷,提出了在隧道結(jié)和勢壘之間插入多量子阱的改進結(jié)構(gòu)。多量子阱取代了單量子阱,成為探測器的紅外吸收區(qū)。新結(jié)構(gòu)消除了摻雜濃度對量子阱阱寬的影響,降低了外延的生長難度。隧道補償多量子阱紅外探測器由多周期串聯(lián)的基本單元構(gòu)成,基本單元分為隧道結(jié)、多量子阱和阻擋勢壘。本文主要有以下內(nèi)容:1.介紹了紅外探測器的應(yīng)用范圍、種類、量子阱探測器的發(fā)展現(xiàn)狀,討論了隧道補償量子阱紅外探測器和本文研究的主要內(nèi)容。2.理論分析了隧道補償多量子阱紅外探測器的工... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PIN型紅外探測器的結(jié)構(gòu)

圖 1-1 PIN 型紅外探測器的結(jié)構(gòu)[28]Fig.1-1 Structureof PIN infrared detector崩光電探測器（APD）反向偏壓下，光生載流子碰撞電離，能夠引發(fā)雪崩倍增效應(yīng)，主要是通過該效應(yīng)實現(xiàn)對光子的探測。它是一種具有內(nèi)部增益APD 結(jié)構(gòu)是在 PIN 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個倍增層，對 I 層產(chǎn)生（如圖 1-2 所示）。

北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文但對 InGaAs 材料而言，較低場強時即開始出現(xiàn)隧穿效應(yīng)，無法達到碰需的場強[29]，于是吸收區(qū)、漸變區(qū)、電荷區(qū)和倍增區(qū)（Separate absoing charge multiplication，SAGCM）分離的 APD 結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生（如圖 1。這種結(jié)構(gòu)中，InGaAs 為吸收層，它的吸收波長范圍為 900～1700nm蓋了光通信波段；InP 為倍增層，光生載流子的離化倍增主要發(fā)生在aAsP 為組分漸變層，它減小了 InP 和 InGaAs 間的界面勢壘，提高了器速度； InP 為電荷層，負責(zé)調(diào)節(jié)電場分布，優(yōu)化雪崩倍增特性[30]。因為的內(nèi)部增益較高，因此常作為單光子探測器，應(yīng)用于空間激光通信系統(tǒng)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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