日盲型AlGaN PIN紫外探测器的电容特性

对采用金属有机化学气相沉积方法生长的p-Al0.43Ga0.57N/i-Al0.43Ga0.57N/n-Al0.7Ga0.3N异质结构上制备的背照射日盲型AlGaN紫外光电探测器进行了光电性能和电容特性的研究.室温下探测器零偏压时的电流密度为0.44 nA/cm2,278 nm的峰值响应率为0.042 A/W.电容频率特性表明:器件电容随着频率的增大先迅速后缓慢地降低,但在频率高于100 kHz后又加速下降.通过器件低频下的电容计算可得,其耗尽层宽度为160 nm,低于设计的本征层厚度.说明器件的本征层没有完全耗尽.因此,未耗尽本征层的高电阻是引起100 kHz附近电容又快速下降的重要原因,由不同频率下1/C2-V曲线的变化关系及其斜率计算的杂质浓度等结果进一步证实了这一结论.     

背照式高量子效率AlGaN日盲紫外探测器设计

高量子效率、高UV/VIS抑制比、宽的光谱响应范围、快的响应速度是AlGaN紫外探测器设计追求的主要目标。为了获得适宜于紫外焦平面阵列的探测器结构,结合MOCVD外延材料生长的特点,采用模拟计算与实验相结合的方法,设计了背照式高量子效率AlGaN日盲探测器。详细介绍了背照式AlxGa1-xN-pin紫外探测器结构参数设计的依据和设计过程,并给出了设计结果,通过工艺实验,对设计结果进行了优化。应用设计结果进行了器件试制,经测试试制器件,其峰值响应波长为270 nm,光谱响应范围为250～282 nm,峰值量子效率达到了57%（0V）,实验表明取得了比较理想的设计结果。     

AlGaN光阴极光谱响应对日盲特性影响分析研究

AlGaN是一种宽带半导体材料,随着材料中Al含量的不同,其禁带宽度有所不同,可以实现从3.4～6.2 eV.基于外光电效应原理,用AlGaN制成的光阴极因Al含量的不同,其长波阈值也有所不同.本文对5条AlGaN光阴极光谱曲线,采用数值计算的方法,从背景噪声、有效信号、光谱信噪比等方面进行对比分析,并通过以上参数对日盲紫外探测器特性进行评价.经研究发现,可以通过光谱响应曲线对探测器日盲特性进行评价.光谱信噪比越好,则日盲探测器性能越好.这为用户提供了一种评价探测器日盲特性的方法.     

283 nm背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器

实验中使用在蓝宝石衬底上用低压金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的AlGaN基p-i-n结构材料,通过对工艺流程的优化设计,制作了背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器,获得了较高的外量子效率。材料中p区和i区的Al组分为40%,n区Al组分为65%。探测器为直径500 m的圆形,光谱响应起止波长为260~310 nm,峰值响应波长283 nm。零偏压下,暗电流密度为2.710-10 Acm-2,对应的R0A参数为3.8108 cm2,峰值响应率为13 mA/W,对应的峰值探测率为1.971012 cmHz1/2W-1。其在-7 V偏压下,峰值响应率达到148 mA/W,对应的外量子效率达到63%。     

日盲型AlGaN PIN紫外探测器的研制

采用MOCVD方法在双面抛光的(0001)蓝宝石衬底上生长了高铝组分AlGaN材料,研制出日盲型AlGaN PIN紫外探测器.详细介绍了该器件的结构设计和制作工艺,并对该器件进行了光电性能测试.测试结果表明:器件的正向开启电压约为4.5 V,反向击穿电压大于20 V;常温下(300 K),该器件在3 V反向偏压下的暗电流约为50 pA,在零偏压下270 nm处峰值响应度达到0.12 A/W,长波截止波长小于285 nm.     

AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究

为了提高AlGaN日盲紫外雪崩探测器的信噪比,降低暗电流,研制高性能日盲紫外探测器,针对AlGaN日盲紫外雪崩探测器暗电流机制进行了深入研究。首先对传统p-i-n-i-n结构雪崩探测器进行了初步研究,分别设计了GaN和AlGaN的两种雪崩探测器模型,分析了其不同暗电流特性,得到的模拟暗电流特性曲线与实验吻合。在此基础上,针对日盲紫外波段高Al组分AlGaN雪崩探测器,重点分析研究了不同异质界面的负极化电荷、p型有效掺杂以及温度等因素对暗电流的影响。在AlGaN日盲紫外雪崩探测器研究中得到的近零偏工作暗电流为2.510-13 A,在反向138 V左右发生雪崩击穿,雪崩开启电流为18.3 nA左右,击穿电压温度系数约为0.05 V/K,与实验及文献测试结果吻合。     

背照式AlGaN/GaN基PIN日盲型紫外探测器的研制

利用MOCVD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长PIN型AlGaN/GaN外延材料,研制出背照式AlGaN基PIN日盲型紫外探测器,用紫外光谱测试系统和半导体参数测试仪分别测得了器件的光谱响应和I-V特性曲线。测试结果表明,器件的响应范围为260~280 nm,峰值响应出现在270 nm处,在2.5 V偏压下的最大响应...     

AlGaN光阴极光谱响应对日盲特性影响分析研究（英文）

AlGaN是一种宽带半导体材料,随着材料中Al含量的不同,其禁带宽度有所不同,可以实现从3.4～6.2 e V。基于外光电效应原理,用AlGaN制成的光阴极因Al含量的不同,其长波阈值也有所不同。本文对5条AlGaN光阴极光谱曲线,采用数值计算的方法,从背景噪声、有效信号、光谱信噪比等方面进行对比分析,并通过以上参数对日盲紫外探测器特性进行评价。经研究发现,可以通过光谱响应曲线对探测器日盲特性进行评价。光谱信噪比越好,则日盲探测器性能越好。这为用户提供了一种评价探测器日盲特性的方法。     

基于日盲型AlGaN的紫外相机设计

在"日盲段"240～290 nm进行窄波段探测,具有背景干扰小的优势。相比于传统紫外探测器必须协同窄带滤光片工作,AlGaN具有固有窄波段控制和无需制冷两大优点。介绍了基于日盲型AlGaN焦平面器件的紫外相机的软、硬件设计。紫外相机由紫外透射式光学系统,日盲型AlGaN器件,偏置电路及驱动电路,低噪声前放、数据处理及传输单元构成,核心器件AlGaN采用背照式PIN阵列通过铟柱倒焊于硅基电容反馈跨导放大器(CTIA)读出电路的结构。紫外相机的设计指标为:光学口径80 mm,焦距130 mm,像元尺寸50μm,瞬时视场0.4 mrad,总视场3°,积分时间可控,帧率最高可达100帧/s。经初步室内测试,效果良好,对发展日盲型面阵AlGaN应用平台做出了有意义的探索和研究。     

AlGaN MSM结构日盲型紫外探测器

采用低压-金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在(0001)方向的AlN/蓝宝石模板上生长得到Al组分为40%的AlGaN材料,设计并制作了MSM型AlGaN日盲紫外探测器。通过HRXRD,SEM,AFM对AlGaN材料进行了表征,结果表明:该材料为六方相结构,且应变程度很小,粗糙度(RMS)为1.32 nm。通过测试器件在230³20 nm之间、在不同偏压下的光谱响应曲线,发现器件的截止波长在285 nm附近,截止边很陡峭;器件的峰值响应波长为275 nm;在7 V偏压下,器件峰值响应度达到最大2.8 mA/W;零偏压下,器件的暗电流1×10-13A,器件的暗电流很小。     

极化调控AlGaN基日盲紫外雪崩光电二极管性能优化

通过数值模拟研究了各层参数对极化调控的背入射异质结分离吸收倍增层型AlGaN基雪崩光电二极管(APDs)性能的影响,并详细分析相关物理机制。计算结果表明:参数的优化有利于降低APDs的雪崩击穿电压,提高倍增因子。特别是对于P-GaN层AlGaN雪崩光电二极管,倍增因子增加可超过300%,这是由于该雪崩光电二极管的GaN/Al0.4Ga0.6N异质界面的强极化电荷调节了倍增层、中间插入层、吸收层的电场分布,增加了载流子的注入和倍增效率,同时还由于参数优化减小了倍增时的暗电流。     

AlGaN日盲紫外焦平面阵列均匀性研究

结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况,分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点,讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上,提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术,生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料,并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件,结果显示,其光谱响应范围为255~280nm,位于日盲波段,0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%),有效像元数大于99.2%,响应非均匀性小于3.36%。     

日盲紫外波段电晕成像特性的仿真研究

由于国内对紫外的视景仿真研究较少,本文提出了一种基于日盲紫外波段的电晕成像仿真方法。该方法研究了试验电压和探测距离对绝缘子缺陷电晕放电的紫外光子计数的影响,提出了改进的经验公式。提出了利用像素点对应紫外光子仿真电晕放电的算法,得到了电晕放电的紫外仿真图像。通过在vieWTerra视景仿真平台中建立绝缘子模型,获得了可见光图像。将可见光图像和紫外图像通过加权平均图像融合方法进行融合,得到日盲紫外波段的电晕成像仿真图,为研究日盲紫外视景仿真提供了参考。     

Adjusting the Spectral Response of Silicon Photodiodes by Additional Dopant Implantation

The implantation of an additional p⁺ layer into the substrate of a silicon n⁺-p photodiode is theoretically evaluated as a method for adjusting its spectral response. It is shown that a fairly small p⁺-p potential barrier so created will greatly reduce the collection of electrons excited by long-wavelength photons in the bulk of the substrate. A suitable doping concentration is estimated at 10¹⁷ cm^–3 by computer simulation. It is also found that boron-ion implantation in the energy range 300–800 keV will ensure adjustment of the spectral response in the visible range. A manageable analytical model is constructed.__________Translated from Mikroelektronika, Vol. 34, No. 3, 2005, pp. 190–195.Original Russian Text Copyright © 2005 by Vanyushin, Gergel, Zimoglyad, Tishin.     

AlGaN PIN紫外探测器的结构及性能分析

AlGaN基光电探测器在军事高科技和民品市场通讯和成像方面具有很高的价值。分析了AlGaN p-i-n光电探测器的结构对性能的影响,深入阐述了．AlGaNp-i-n光电探测器制造与设计中所面临的深层次问题,并对其工艺和结构性能分析的基础上特别介绍了p-GaN／i-AlGaN／n-GaN结构,并对其结构进行了改进,得到了改进的SLS／AlGaN／GaN结构。     

金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析

应用 MSM结构光电探测器相对光谱响应的理论公式 ,得到金刚石膜 MSM紫外光电探测器相对光谱响应理论曲线 ,与实验曲线进行比较 ,发现两者吻合得很好。探测器光谱响应的截止波长都在 2 2 0～ 2 3 0 nm范围 ,紫外光与可见光的相对响应度相差一个数量级。根据 MSM结构光电探测器光谱响应曲线拟合出金刚石薄膜厚度、少子扩散长度等表征参数 ,探讨金刚石膜吸收层反射率、吸收系数、金刚石的晶粒大小及金属电极叉指指宽、指距等参数对金刚石膜 MSM光电探测器光谱响应和量子效率的影响。     

GaSb/GaAlAsSb Heterostructure Photodiodes for the Near-IR Spectral Range

Semiconductors - GaSb/GaAlAsSb uncooled photodiodes for the 1.1–1.85 μm spectral range are fabricated and studied. A unique method for the growth of GaSb from lead solution-melts makes...     

紫外-近红外光谱响应测量分析系统

简述了一种比传统测试方法具有更高精度的紫外－近红外光谱响应测量分析系统。分析了系统的硬件构成及软件设计过程,并给出了实验测量结果。     

退火对高Al组分AlGaN P-I-N二极管光电性能的影响

研究了不同条件下的退火对高Al组分AlGaN P-I-N二极管性能的影响。研究结果表明，合适的退火条件既能使AlGaN与电极之间形成良好的欧姆接触，同时又能显著降低AlGaN P-I-N二极管的反向漏电流，反偏压5V时，暗电流密度由2.0×10-1A／cm2降为5.7×10-5A／cm2，串阻由18.01kΩ减小到1.071kΩ，从而优化了AlGaN P-I-N二极管的I-V特性。分析认为这与退火改善接触电极特性，同时消除器件制备工艺中引入的损伤、降低缺陷态密度有关。     

退火对高Al组分AlGaN P-I-N二极管光电性能的影响

研究了不同条件下的退火对高Al组分AlGaN P-I-N二极管性能的影响.研究结果表明,合适的退火条件既能使AlGaN与电极之间形成良好的欧姆接触,同时又能显著降低AlGaN P-I-N二极管的反向漏电流,反偏压5V时,暗电流密度由2.0×10-1 A/cm2降为5.7×10-5 A/cm2,串阻由18.01kΩ减小到1.071kΩ,从而优化了AlGaN P-I-N二极管的I-V特性.分析认为这与退火改善接触电极特性,同时消除器件制备工艺中引入的损伤、降低缺陷态密度有关.