GaN紫外及HgCdTe红外探测器的表面与界面研究

来源 :中国科学院上海技术物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:surplushui
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由于直接带隙的GaN紫外探测器具有高量子效率、易形成异质结、固有的可见盲特性等独特优点,使之成为代替真空管进行紫外探测方面有潜在应用需求,而HgCdTe红外探测器目前是空间遥感最重要的红外探测器,因此,GaN紫外探测器和HgCdTe红外探测器在军民两用领域有十分重要的应用背景,是两类十分重要的半导体光电器件,对它的材料、器件、物理及其应用方面的研究,是当今微电子与固体电子学领域的重要课题。   然而要获得高质量的这两类器件都需要复杂的工艺过程,在这些过程中都需要清洁的表面、优质的钝化技术,然而文献对这两类探测器的表面处理、接触、钝化工艺技术很少进行详细的报道,因此本文围绕GaN紫外和HgCdTe红外探测器的表面和界面的共性问题,针对其表面处理、接触、钝化工艺等方面开展了较为系统和细致研究与探索。   论文取得的主要结果如下:   1.研究了正性光刻胶对P-GaN欧姆接触的影响,采用腐蚀工艺避免了光刻胶的影响,明显改善了P-GaN的欧姆接触;研究了化学表面处理、等离子表面处理对表面及欧姆接触的影响,所采用的饱和H2S溶液和N2等离子处理的P-GaN的比接触电阻在10-4Ocm2量级,是国内报道的最好水平。该两项工艺技术的改进已为器件研制所采用。   2.研究了材料性质对P-GaN欧姆接触的影响,提出了材料掺杂浓度、Ga面和N面极性与欧姆接触可能存在内在联系的新观点。   3.采用光辅助湿法刻蚀方法研究了p-i-n型GaN材料的腐蚀工艺,获得了一种选择性腐蚀GaN的湿法刻蚀工艺技术,并采用该方法制作了p-i-n紫外探测器,表明器件暗电流得到降低,响应率得到提高。   4.研究了表面硫化对HgCdTe光伏器件的影响,XPS结果表明,引入表面硫化可以有效消除表面的氧化,采用表面硫化的器件的噪声得到明显降低,探测率明显提高。   5.采用剥层腐蚀方法对HgCdTe体材料和外延材料的表面进行了对比研究,获得了离子注入损伤层厚度等重要参数,并通过对应器件制作和性能测试,表明有效去除离子注入表面损伤层的探测器性能得到显著提高。   6.采用二次阳极氧化技术对HgCdTe光导器件的少子寿命和器件性能进行了研究,结果表明,二次阳极氧化技术可以明显降低器件表面复合,提高少子寿命和探测器性能。   7.采用Ar+刻蚀对HgCdTe光导器件的背面损伤进行了研究,通过对比实验发现,背面刻蚀可以提高器件的响应率和探测率。
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