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随着科技的发展,紫外探测技术得到了迅速发展,紫外探测技术应用广泛,在军事和民用等方面具有重要的应用。在军事方面,由于大气层的存在,太阳光中290nm以下的紫外光能被吸收,以致于在地球表面空间能形成日盲区,利用紫外光的这种日盲特性,抗干扰性好、保密性强的紫外探测技术在军事上具有重大意义。在民用方面,紫外探测技术可以应用在明火探测、生物医药的分析、臭氧监测、太阳照度监测、公安侦察等方面。常见的金属-半导体-金属(MSM)光电二极管、p-i-n型光电二极管、肖特基型光电二极管因不存在明显增益,探测灵敏度不够高,限制了它们的广泛应用。而GaN雪崩光电二极管虽然有着较高的倍增因子(已经达到105),但是不具有日盲特性。所以有着日盲特性的高Al组分的AlGaN雪崩光电二极管在紫外探测方面更具有优势。本文采用了吸收区与倍增区分离的p-i-n-i-n结构(SAM型),通过模拟优化设计了SAM结构的日盲雪崩光电二极管,并开展了器件工艺制备和特性研究,主要研究成果如下:1.采用SILVACO软件重点针对吸收区和倍增区之间的n1层进行了电场分布的模拟,发现n1层的掺杂浓度和厚度对于整个器件的电场分布有重要影响。当n1层太薄且掺杂浓度太低时(如厚度50nm、掺杂浓度为2×1017/cm3),或者当n1层太厚且掺杂浓度太高时(如厚度100nm、掺杂浓度为2×1019/cm3),器件电场都会退化成类似p-i-n型APD的电场分布,从而体现不出SAM结构的优势。模拟优化得到的n1层厚度和掺杂浓度分别为50nm和1×1018/cm3。最后我们调整优化了器件的结构参数,并且模拟了器件的伏安特性曲线,以及光谱响应曲线。模拟显示器件在反向电压100V出现雪崩击穿,倍增因子达到8000。2.在制备过程中,我们优化和改进了传统的制备工艺。首先,论文中研究了最优的退火条件,我们发现金属层Ni/Au (20nm/80nm)在600℃的空气氛围中退火12min较为适宜,退火前后对比发现电阻降低了3个数量级。其次优化了ICP刻蚀条件,采用60W的刻蚀功率,20W的射频功率(RF),有效降低了刻蚀引入的损伤。同时采用KOH溶液(0.2mol/L)在100℃下腐蚀刻蚀后的器件3min,减少了器件的刻蚀损伤和表面缺陷。另外,在制备过程中还采用了双台面工艺,有效降低器件的漏电流和防止器件提前击穿。3.最后比较了相同Al组分AlGaN基SAM结构和传统p-i-n结构APD的光谱响应曲线,发现在60V反向偏压下,SAM结构APD的最大光响应度可达到0.9A/W,最大量子效率为383%,要高于同等偏压下传统p-i-n结构的APD的量子效率,说明SAM结构更有利于制备AlGaN日盲紫外APD。