不同钝化膜对InSb光伏探测器性能影响研究

发布时间：2021-03-19 18:45

　　采用3种不同钝化膜制备InSb探测器,测试不同周长/面积比二极管芯片的I-V特性曲线,通过对偏置电压为-0.1 V时的暗电流密度进行比较,分析了表面漏电流对InSb探测器性能的影响。实验结果表明SiO₂+SiN_x复合膜能大幅度降低器件表面暗电流,C-V测试结果也表明复合钝化膜能大幅度降低了界面固定电荷。将复合钝化膜应用到128×128 15μm InSb焦平面探测器上,探测器芯片优值因子R₀A≥5×10⁴Ω·cm²,较之前（R₀A≈5×10³Ω·cm²）得到了极大改善。 

【文章来源】：红外技术. 2020,42(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同结面积、不同钝化膜系I-V曲线图

从图3可知，随着P/A的增加，样品3的暗电流密度基本不变，样品1和样品2在P/A=80时（结面积250000?m2）均表现出暗电流密度较大，从P/A=106开始，暗电流密度随P/A比的增加逐渐增加。根据公式(1)，对3个样品-0.1 V时的暗电流密度进行了线性拟合，并分别计算了3个样品表面漏电流在总暗电流的占比（IS/I）情况，拟合结果见表2,IS/I随P/A的变化见图4。从表2可知，样品3的表面漏电流密度远小于样品1及样品2。从图4可知，样品1与样品2 IS/I随P/A增加而大幅增加，样品3 IS/I随P/A增加基本不变，当P/A=800（结面积为2500?m2）时，样品1表面漏电流占总电流比例（IS/I）为65%，样品2为50%，样品3为2%，表明小结区面积p-n结二极管更容易受表面漏电流影响。综合以上分析，可知使用Si O2+Si Nx复合钝化膜制备探测器可大幅度降低探测器表面漏电流，使器件I-V反向特性得到了极大改善。

将Si O2+Si Nx钝化膜应用到128×128、15?m In Sb焦平面探测器的制备上，测试其I-V特性曲线，如图6所示。结果表明：反向偏压为-0.05 V时，芯片暗电流为100 p A，零偏压阻抗R0≥25 GΩ，探测器芯片优值因子R0A≥5×104?·cm2，反向偏压为-1 V时，反向漏电增加不超过100 p A，表明使用Si O2+Si Nx复合钝化膜能获得较优的芯片性能。4 结论

【参考文献】：
期刊论文
[1]锑化铟红外焦平面器件钝化前脱水工艺研究[J]. 亢喆,曹海娜,邱国臣,肖钰.  电子器件. 2019(03)
[2]界面陷阱对InSb光伏型红外探测器稳态特性的影响[J]. 陈晓冬,杨翠,刘鹏,邵晓鹏,张小雷,吕衍秋.  红外与毫米波学报. 2018(02)
[3]InSb红外焦平面探测器现状与进展[J]. 牟宏山.  激光与红外. 2016(04)
[4]表面预处理对InSb钝化层界面的影响[J]. 肖钰,史梦然,宁玮,段建春.  激光与红外. 2014(08)
[5]InSb阳极氧化膜界面特性研究[J]. 余黎静,李延东,信思树,郭雨航,杨文运.  红外技术. 2012(04)
[6]InSb焦平面探测器背面钝化的研究[J]. 傅月秋,王海珍,郑克霖.  航空兵器. 2009(04)
[7]含氧等离子体对低温CVD沉积SiO2钝化性能的改善[J]. 张国栋,孙维国.  固体电子学研究与进展. 2004(04)



本文编号：3090043