论文部分内容阅读
弱光探测在天文观测、医学成像、量子通讯等领域具有广泛而重要的应用。本论文所主要研究的是GaAs/AlGaAs图形衬底一维量子线的工艺制备和外延表征，用于制备以量子线作为导电沟道的高增益场效应弱光探测器。一维量子线具有比量子阱或体材料更加分立的能级和态密度，场效应量子线探测器正是利用此特点来完成光生电流的增益放大。
本文主要完成了V型量子线和脊型量子线的图衬底制备、外延材料表征分析等工作，同时制备了一种表面栅器件并对其场效应管特性及光电导特性进行了初步表征。
本论文具体完成以下工作：
(1)利用晶面选择的湿法腐蚀技术，制备完成表面光滑、夹角73°的[-110]方向V型槽图形衬底，夹角非常接近于两个相交的(111)面夹角，适于V型量子线的生长。
(2)利用分子束外延技术(MBE)在V形槽图形衬底上生长GaAs/Al0.4Ga0.6As量子线。利用低温AlGaAs生长使得此载流子限制层能够沿(111)面保持V型槽形貌生长，高温GaAs生长使得此有源区在V型底部堆积形成二维限制；SEM观察到弯月形量子线截面图，底边60nm高14nm。
(3)低温87K显微光致发光测试MBE外延得到的弯月形量子线样品，通过与表面量子阱和V型槽之间的脊型台的PL谱峰比较，位于1.55eV的发光峰的峰与量子线发光峰位置相符。
(4)尝试MBE外延技术在(001)面脊形上生长GaAs/Al0.4Ga0.6As结构，SEM观察到脊形项部形成对称相交的(113)晶面，，达到形成脊型量子线的基本条件。
(5)对得到的量子线样品进行电极蒸发、表面掺杂层腐蚀、器件隔离、压焊等工艺制备，得到量子线场效应晶体管探测器。Ⅳ测试结果显示器件具有典型的场效应器件源漏特性.光电流谱测试显示器件对波长小于875nm的弱光有较强的有光电导响应。