InAs/GaSb超晶格光伏型红外探测器研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lichao0714900
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
InAs/Ga(In)Sb超晶格具有第二类型能带排列方式,它的能带结构可以通过改变InAs层和GaSb层的厚度或者设计合适的势垒层得到调整,从而使得这个材料体系的禁带宽度有着很大的调整余地,理论上可以通过调整它的禁带宽度使得探测器的探测截止波长在2-30μm之间。本文对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料与器件进行了理论和实验研究。利用包络函数近似的8带k·p理论建模,应用有限元法对InAs/GaSb超晶格红外探测的的能带结构进行了计算,得出了超晶格能带在不同组分厚度,周期数以及InAs与GaSb厚度比时的值,并分析能带随着上述因素的变化趋势。超晶格周期在20-30个周期之间时,探测器的探测截止波长随周期数的增加而增加,30-70周期之间,看不到探测截止波长的增加。随着超晶格周期厚度的增加,探测截止波长总趋势是增加的,但是这种增加呈现周期性震荡,在一个小周期内,随着超晶格周期厚度的增加,探测截止波长反而有少量的减少。随着超晶格中的InAs层的增加,探测器的探测截止波长变长。用掩模、光刻、腐蚀、蒸镀、压焊以及分装等标准半导体加工工艺制作了PIN红外探测器件,探索了器件制作工艺参数,着重研究了不同腐蚀液体系对材料体系的腐蚀效果和腐蚀速率。酒石酸体系的腐蚀液中,HF浓度增加,腐蚀液对超晶格的腐蚀速率也急剧的增加,但是当400mL的腐蚀液中HF的含量超过0.4mL时,HF的浓度增加不能再增加腐蚀液的腐蚀速度,可见HF只是起到催化剂的作用,并不作为反应物质影响反应过程。H2O2浓度对腐蚀速率的影响是正向的,随着H2O2浓度的增加腐蚀速率呈线性增加。但是,H2O2浓度太高会氧化光刻胶,这样就会影响腐蚀出的台面图形,不利于后续器件制作的过程。通过对比发现选用4mL的H2O2浓度图形最佳。酒石酸+盐酸体系在室温下对InAs的腐蚀速率为56nm/Min,对GaSb的腐蚀速率为340nm/Min,对7ML/7ML超晶格腐蚀速率为96nm/Min,对14ML/7ML的超晶格材料的腐蚀速率为74nm/Min。通过对器件I-V特性测试分析得出,在外置电压V<-0.5V时,器件处于负向饱和状态,在这个阶段,主要是由于扩散到过渡区的少子在pn结的结区电场作用下穿过过渡区,形成扩散电流。此时的反向抽取电流就是反向饱和电流,大小为-J0=-2.3nA。当反偏电压-0.5V<Vbia<0V时,电流随着电压呈指数形式增长,一般情况下,这里的电流为产生暗电流,此时,热产生电流起到暗电流的主导作用。当外加电压0V<Vbia<Va时,正向电压增加了耗尽层中的载流子浓度,所以此时耗尽层中,电子和空穴复合的机会增加。通过复合使载流子浓度重新达到热平衡,这些额外由于正向电流带来的载流子无法越过势垒,而通过产生—复合中心相互复合而消失。通过对器件的暗电流谱和黑体辐射下光电响应实验结果分析得出,在λ=3.6μm时,35K的测试温度下所辐射到器件光敏面能量全部吸收时,所制作的两个器件的探测率D*分别为3.0×1014 cmHz1/2W和1.5×1014 cmHz1/2W。通过对器件的C-V特性曲线的分析得出两器件的开启电压分别为0.1V和0.5V。
其他文献
目的观察加强型玻璃纤维桩联合全瓷冠修复上前牙牙体缺损的临床效果。方法选择2011年5月至2013年5月期间于口腔科要求治疗前牙缺损的患者共95例,患牙116颗。完善根管治疗后加
该文以泉州传统建筑装饰艺术为主要研究对象,从泉州自然环境和社会历史为出发点,立足于泉州传统建筑的石雕、木雕、砖雕、泥塑、贴瓷花、彩绘、剪粘等装饰工艺,较为全面地分析泉
光纤气体传感和光纤气体激光器作为目前空芯光纤的两大重要应用在通信、导航、环境、化学等各个领域受到格外的关注,对于它们光学特性的研究国内外已经作了大量的相关工作。然
随着空间技术及核技术的快速发展,电子系统越来越多的用于辐射环境中。辐射环境对电子系统中的器件有着强烈的影响,这些影响会大大降低工作在空间辐射环境中的半导体器件和集成
目标跟踪问题在民用和军用场合中都有很广泛的应用,尤其是视频目标跟踪问题,它在视频监控、交通监管等领域有很重要的应用。运动目标跟踪的主要过程是:在各帧图像中准确检测出
目的 分析化学发光酶免疫分析法(CLEIA)检测妊娠合并甲状腺功能减退症的血清甲状腺功能变化的临床价值.方法 回顾性分析41例妊娠合并甲状腺功能减退症的血清甲状腺功能检测结果
财务危机是企业无力支付或偿还到期债务或费用的一种经济现象,公司治理是关于企业组织形式、控制机制、监督机制和利益分配的所有法律、机构、文化和制度的安排。如何防范和预
<正>《中华人民共和国献血法》颁布实施10多年来,无偿献血工作有了较大发展,经历了从有偿献血到计划献血、自愿无偿献血的转变。随着血液管理法律体系进一步健全,从业人员素
会议
在宗教艺术中,"圣母"形象是一个经常被欧洲艺术家表现的主题。同时,在欧洲几百年的历史进程中,其社会发展经历了深刻而广泛的社会文化变革。圣母形象在神圣化和程式化时期,主
《中华人民共和国献血法》(以下简称《献血法》)于1998年10月1日正式颁布实施,该法律确立了我国的无偿献血制度,标志着献血事业由此进入到法制化管理的新纪元。在此基础上,我