InAs纳米线阵列制备及其光敏特性研究

发布时间：2021-01-24 09:37

　　InAs材料是第三代半导体材料的代表,被认为是未来光电子器件的组成基石,近些年来已经成为人们研究的热点。InAs是重要的窄带隙直接跃迁型Ⅲ-Ⅴ族半导体材料,室温下具有较高的电子迁移率和发光效率,化学性质稳定。基于这些优良的性质,许多InAs基的光电探测器、场效应晶体管、激光器和气体探测器已经称为当下研究的热点。另外据报道,InP纳米线包层可以显著改善InAs纳米材料的电学性能和光学性能,然而还没实验系统的研究InAs/InP异质结纳米线的光敏特性。本文利用自组装MOCVD设备,生长出5种不同包层厚度的InAs/InP异质结纳米线,InP包层厚度分别为0 nm、1.1nm、3.3 nm、6.5 nm和18 nm。采用介电泳结合表面刻槽的方法,在电极间排列了根数固定的纳米线,并利用半导体工艺制备了纳米线晶体管,最后制作了测试电路和系统,成功测试了InP包层厚度和栅极电压,对纳米线晶体管的光敏特性的影响。实验结果表明:栅极电压选择在晶体管开启电压0 V附近,器件的灵敏度最大。InP包层的厚度达到3.3 nm时,InAs/InP异质结纳米线晶体管有最佳的光电响应。InP包层厚度增加时,晶体管器... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光探测器件的基本特性
        1.1.1 光探测器件的分类
        1.1.2 光敏材料的特性
        1.1.3 光电探测器的主要性能参数
    1.2 半导体发光材料
        1.2.1 半导体发光材料简介
        1.2.2 典型半导体发光材料
        1.2.3 砷化铟（InAs）
    1.3 InAs/InP径向异质结纳米线研究现状
    1.4 本论文的主要工作
2 InAs/InP芯包层径向异质结纳米线的生长
    2.1 InAs/InP芯包层径向异质结纳米线生长方法简介
        2.1.1 分子束外延
        2.1.2 化学束外延
        2.1.3 金属有机物化学气相沉积
    2.2 InAs/InP芯包层径向异质结纳米线的生长及其表征
    2.3 本章小结
3 单根纳米线的大规模排列
    3.1 一维半导体排列方法介绍
        3.1.1 朗谬尔-布洛杰特力法
        3.1.2 水流法
        3.1.3 接触印刷法
        3.1.4 介电泳法
    3.2 单根纳米线大规模排列的研究
    3.3 本章小结
4 大规模纳米线场效应晶体管制备
    4.1 电极光刻掩膜版的设计
    4.2 器件制作工艺流程
        4.2.1 清洗硅片
        4.2.2 制备栅极氧化层
        4.2.3 制备插齿电极
        4.2.4 电泳法排列纳米线
        4.2.5 制作顶电极与切割成片
        4.2.6 封装与连接
        4.2.7 设计和制作测试电路
    4.3 本章小结
5 InAs/InP芯包层径向异质结纳米线器件光敏特性研究
    5.1 搭建光电测试系统
        5.1.1 栅极电压对纳米线光电性能的影响
        5.1.2 周期性测试器件的稳定性
    5.2 实验测试结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线及异质结构的制备与特性研究[D]. 郭经纬.北京邮电大学 2011



本文编号：2997024