局域表面等離激元增強AlGaN基紫外探測器的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、紫外探測技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域均有著廣泛應用,第三代寬禁帶半導體材料AlGaN具有擊穿場強高、熱導率大、耐高溫、抗輻照等特點,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,同時受限于AlGaN材料的摻雜和器件工藝,AlGaN基紫外探測器的響應度仍然低于預期效果,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,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。我們提出并驗證采用高溫氮氣退火可以修復高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氣退火的修復損傷機制。
  (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Al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)合實驗結(jié)果驗證仿真模型,最終實現(xiàn)對Al納米顆粒陣列的局域表面等離激元共振特性進行靈活調(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

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