局域表面等離激元增強(qiáng)AlGaN基紫外探測器的研究.pdf

1、紫外探測技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用，第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料AlGaN具有擊穿場強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、耐高溫、抗輻照等特點(diǎn)，由其制備的紫外光電探測器特別適合用于軍事、航天、工業(yè)等特殊環(huán)境。但是目前由于異質(zhì)外延生長的AlGaN材料中缺陷密度偏高，同時(shí)受限于AlGaN材料的摻雜和器件工藝，AlGaN基紫外探測器的響應(yīng)度仍然低于預(yù)期效果，特別是日盲紫外波段探測器的性能仍有較大提升空間。
　　針對 AlGaN基日盲紫外探測器研制中面臨的關(guān)

2、鍵問題，本文以經(jīng)過優(yōu)化MOCVD生長參數(shù)的AlGaN材料為基礎(chǔ)，研究了高 Al組份 n型 AlGaN歐姆接觸制備，結(jié)合金屬Al納米顆粒的局域表面等離激元提升AlGaN基金屬-半導(dǎo)體-金屬型日盲紫外探測器的性能，并嘗試將金屬Al納米結(jié)構(gòu)與其他AlGaN基日盲紫外探測器集成。本論文的研究工作具體為以下幾個(gè)方面：
　　(1)探索高Al組分n型AlGaN材料的歐姆接觸制備。我們提出并驗(yàn)證采用高溫氮?dú)馔嘶鹂梢孕迯?fù)高Al組分n型AlGaN材料

3、中ICP刻蝕損傷，通過優(yōu)化金屬膜層、快速退火溫度和時(shí)間等工藝參數(shù)，在ICP刻蝕并退火后的n型Al0.5Ga0.5N上制備了低阻歐姆接觸，借助X射線光電子能譜測試闡明高溫氮?dú)馔嘶鸬男迯?fù)損傷機(jī)制。
　　(2)利用納米球刻蝕技術(shù)制備金屬納米結(jié)構(gòu)，在不同基片上用旋涂法和漂移法實(shí)現(xiàn)大面積、低缺陷密度的單層PS球自組裝模板，結(jié)合PS球模板形貌工藝，以此為金屬蒸鍍掩膜，可以制作多種金屬納米結(jié)構(gòu)，包括不同尺寸的金屬納米顆粒陣列、金屬納米網(wǎng)等。

4、r>　　(3)借助FDTD Solutions軟件對納米球刻蝕技術(shù)制備的三角柱狀A(yù)l納米顆粒建模，并研究了其局域表面等離激元共振與和顆粒尺寸、介質(zhì)環(huán)境、入射光偏振性的關(guān)系，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證仿真模型，最終實(shí)現(xiàn)對Al納米顆粒陣列的局域表面等離激元共振特性進(jìn)行靈活調(diào)控。
　　(4)將納米球刻蝕技術(shù)制作的Al納米顆粒陣列集成在AlGaN基MSM型日盲探測器表面，極大提高探測器的響應(yīng)度并有效降低器件的暗電流，器件暗電流在pA量級，最高峰值響