论文部分内容阅读
红外探测器可广泛应用于卫星检测、红外制导、红外预警和红外成像等方面，大多数红外探测器需要在低温工作才能获得较高性能，而InGaAs/InP材料的红外焦平面器件以其能够在常温下工作的特性被广泛应用。InGaAs/InP材料制作的短波长红外探测器具有量子效率高、灵敏度高、工作点接近室温的特点，在小型化和降低系统成本方面有很强的优势，在民用和军用领域都有很好的前景。 本文研究了InGaAs/InP红外探测器，截止波长分别在0.9和1.7μm，采用p-i-n结构。首先，对材料的特性进行分析，按照探测原理进行器件结构设计;再对单管器件的主要工艺进行优化提高器件性能，然后以单管器件工艺为基础改进工艺使其适用于阵列器件，最终获得高质量的成像器件。论文介绍了器件制备过程光刻、刻蚀、和电极剥离等工艺，并着重对工艺中的光刻和刻蚀进行优化;最后对单管器件进行了I-V特性测试和黑体探测率等光电性能的测试，对焦平面阵列器件进行成像测试。本文的主要工作包括: 1、介绍了InGaAs/InP探测器的国内外发展现状和应用前景。分析InGaAs/InP探测器的能带结构与工作原理，将其与多量子阱红外探测器（QWIP）、Ⅱ类超晶格和碲镉汞(HgCdTe)探测器作对比，总结出InGaAs/InP探测器的优缺点。 2、介绍了制作了单管器件的工艺流程。以及工艺中的光刻、刻蚀、镀膜和金属等工艺。 3、对光刻工艺进行优化，克服了由于存在较深台阶导致光刻中台下图形失真的问题。进一步改进光刻工艺，使其适用于阵列器件，用于制作较小条宽的掩膜和剥离较小的金属电极。 4、优化刻蚀工艺采用干湿干的刻蚀方法减小了器件的暗电流。 5、对ICP刻蚀的优化，改进ICP刻蚀条件，使其适用于尺寸较小窄槽的刻蚀，缩小刻蚀过程中不同尺寸窄槽的高度差。 6、对器件进行I-V特性测试、黑体测试以及响应光谱测试等光电性能测试和最终成像效果的测试。