隧道补偿多量子阱红外探测器
发布时间：2021-11-10 03:47
红外探测器是将红外辐射能量转换成便于计量的物理量的器件,广泛应用于军事、气象、农业、工业、医疗等领域。半导体红外光电探测器有多种结构。其中,量子阱探测器具有良好的均匀性与较高的可靠性,适合于大规模焦平面阵列的制作。同时,它们适用于制作双色和多色探测器。然而,量子阱红外探测器的工作原理决定了探测器的性能难以提升。多数研究人员致力于提高器件光耦合的效率。但也有研究人员提出了改进器件内部结构的方法。其中,有研究人员提出了一种基于隧道补偿效应的量子阱红外探测器。通过增加量子阱的数目就可以增长探测器的光电流。缺陷在于外延掺杂控制的水平不足容易造成器件的失效。为改善这一缺陷,提出了在隧道结和势垒之间插入多量子阱的改进结构。多量子阱取代了单量子阱,成为探测器的红外吸收区。新结构消除了掺杂浓度对量子阱阱宽的影响,降低了外延的生长难度。隧道补偿多量子阱红外探测器由多周期串联的基本单元构成,基本单元分为隧道结、多量子阱和阻挡势垒。本文主要有以下内容:1.介绍了红外探测器的应用范围、种类、量子阱探测器的发展现状,讨论了隧道补偿量子阱红外探测器和本文研究的主要内容。2.理论分析了隧道补偿多量子阱红外探测器的工...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PIN型红外探测器的结构
图 1-1 PIN 型红外探测器的结构[28]Fig.1-1 Structureof PIN infrared detector崩光电探测器（APD）反向偏压下，光生载流子碰撞电离，能够引发雪崩倍增效应，主要是通过该效应实现对光子的探测。它是一种具有内部增益APD 结构是在 PIN 结构的基础上增加一个倍增层，对 I 层产生（如图 1-2 所示）。
北京工业大学工学硕士学位论文但对 InGaAs 材料而言，较低场强时即开始出现隧穿效应，无法达到碰需的场强[29]，于是吸收区、渐变区、电荷区和倍增区（Separate absoing charge multiplication，SAGCM）分离的 APD 结构应运而生（如图 1。这种结构中，InGaAs 为吸收层，它的吸收波长范围为 900～1700nm盖了光通信波段；InP 为倍增层，光生载流子的离化倍增主要发生在aAsP 为组分渐变层，它减小了 InP 和 InGaAs 间的界面势垒，提高了器速度； InP 为电荷层，负责调节电场分布，优化雪崩倍增特性[30]。因为的内部增益较高，因此常作为单光子探测器，应用于空间激光通信系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]High quantum efficiency long-/long-wave dual-color type-Ⅱ InAs/GaSb infrared detector[J]. 蒋志,孙姚耀,郭春妍,吕粤希,郝宏玥,蒋洞微,王国伟,徐应强,牛智川. Chinese Physics B. 2019(03)
[2]Development of small pixel HgCdTe infrared detectors[J]. 刘铭,王丛,周立庆. Chinese Physics B. 2019(03)
[3]短波红外光谱技术在矿床勘查中的应用[J]. 田丰,冷成彪,张兴春,田振东,张伟,郭剑衡. 矿物岩石地球化学通报. 2019(03)
[4]精准农业观测高数值孔径短波红外成像光谱仪光学系统[J]. 于磊,陈素娟,陈结祥,薛辉. 红外与激光工程. 2018(12)
[5]等离激元增强金硅肖特基结近红外光电探测器进展[J]. 王琦龙,李裕培,翟雨生,计吉焘,邹海洋,陈广甸. 红外与激光工程. 2019(02)
[6]基于PIN硅像素探测器的新型低电容结构设计与仿真[J]. 孙泽亮,郭秦文,龙强,李正. 湘潭大学自然科学学报. 2018(04)
[7]红外热像图在腰椎间盘突出症的功能评定及疗效评定中的应用价值[J]. 邓燕霞,梁芳,张志海,钟建华. 中外医疗. 2018(13)
[8]高性能波导集成型锗pin光电探测器的制备[J]. 刘道群,李志华,冯俊波,唐波,张鹏,王桂磊. 微纳电子技术. 2018(05)
[9]10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器[J]. 李庆伟,李伟,齐利芳,尹顺政,张世祖. 半导体技术. 2018(04)
[10]碲镉汞红外焦平面阵列探测器技术的最新进展(下)[J]. 高国龙. 红外. 2018(03)
博士论文
[1]基于InGaAs（P）/InP APD的单光子探测器的研制和性能研究[D]. 刘俊良.山东大学 2018
[2]高温目标物理参量短波红外遥感反演[D]. 于一凡.吉林大学 2017
[3]量子阱红外探测器优化与性能极限研究[D]. 郝明瑞.上海交通大学 2014
[4]基于子带跃迁量子结构红外探测器的研究[D]. 刘希辉.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[5]宽带量子阱红外探测器（QWIP）的研究[D]. 张健.山东大学 2006
硕士论文
[1]基于MODIS的中红外全球背景辐射数据生成方法研究[D]. 叶昱含.东华理工大学 2018
[2]地面目标中长波红外辐射特性测量关键技术研究[D]. 南童凌.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]基于GOSAT卫星短波红外辐射数据反演的中国碳通量分析[D]. 张兰兰.湖北工业大学 2018
[4]表面具有微透镜阵列的PIN型红外探测器的研究[D]. 冯献飞.北京工业大学 2018
[5]新型GaAs/AlGaAs量子阱中远红外探测器的研究与改进[D]. 刘松妍.北京工业大学 2002
本文编号：3486513
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PIN型红外探测器的结构
图 1-1 PIN 型红外探测器的结构[28]Fig.1-1 Structureof PIN infrared detector崩光电探测器（APD）反向偏压下，光生载流子碰撞电离，能够引发雪崩倍增效应，主要是通过该效应实现对光子的探测。它是一种具有内部增益APD 结构是在 PIN 结构的基础上增加一个倍增层，对 I 层产生（如图 1-2 所示）。
北京工业大学工学硕士学位论文但对 InGaAs 材料而言，较低场强时即开始出现隧穿效应，无法达到碰需的场强[29]，于是吸收区、渐变区、电荷区和倍增区（Separate absoing charge multiplication，SAGCM）分离的 APD 结构应运而生（如图 1。这种结构中，InGaAs 为吸收层，它的吸收波长范围为 900～1700nm盖了光通信波段；InP 为倍增层，光生载流子的离化倍增主要发生在aAsP 为组分渐变层，它减小了 InP 和 InGaAs 间的界面势垒，提高了器速度； InP 为电荷层，负责调节电场分布，优化雪崩倍增特性[30]。因为的内部增益较高，因此常作为单光子探测器，应用于空间激光通信系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]High quantum efficiency long-/long-wave dual-color type-Ⅱ InAs/GaSb infrared detector[J]. 蒋志,孙姚耀,郭春妍,吕粤希,郝宏玥,蒋洞微,王国伟,徐应强,牛智川. Chinese Physics B. 2019(03)
[2]Development of small pixel HgCdTe infrared detectors[J]. 刘铭,王丛,周立庆. Chinese Physics B. 2019(03)
[3]短波红外光谱技术在矿床勘查中的应用[J]. 田丰,冷成彪,张兴春,田振东,张伟,郭剑衡. 矿物岩石地球化学通报. 2019(03)
[4]精准农业观测高数值孔径短波红外成像光谱仪光学系统[J]. 于磊,陈素娟,陈结祥,薛辉. 红外与激光工程. 2018(12)
[5]等离激元增强金硅肖特基结近红外光电探测器进展[J]. 王琦龙,李裕培,翟雨生,计吉焘,邹海洋,陈广甸. 红外与激光工程. 2019(02)
[6]基于PIN硅像素探测器的新型低电容结构设计与仿真[J]. 孙泽亮,郭秦文,龙强,李正. 湘潭大学自然科学学报. 2018(04)
[7]红外热像图在腰椎间盘突出症的功能评定及疗效评定中的应用价值[J]. 邓燕霞,梁芳,张志海,钟建华. 中外医疗. 2018(13)
[8]高性能波导集成型锗pin光电探测器的制备[J]. 刘道群,李志华,冯俊波,唐波,张鹏,王桂磊. 微纳电子技术. 2018(05)
[9]10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器[J]. 李庆伟,李伟,齐利芳,尹顺政,张世祖. 半导体技术. 2018(04)
[10]碲镉汞红外焦平面阵列探测器技术的最新进展(下)[J]. 高国龙. 红外. 2018(03)
博士论文
[1]基于InGaAs（P）/InP APD的单光子探测器的研制和性能研究[D]. 刘俊良.山东大学 2018
[2]高温目标物理参量短波红外遥感反演[D]. 于一凡.吉林大学 2017
[3]量子阱红外探测器优化与性能极限研究[D]. 郝明瑞.上海交通大学 2014
[4]基于子带跃迁量子结构红外探测器的研究[D]. 刘希辉.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[5]宽带量子阱红外探测器（QWIP）的研究[D]. 张健.山东大学 2006
硕士论文
[1]基于MODIS的中红外全球背景辐射数据生成方法研究[D]. 叶昱含.东华理工大学 2018
[2]地面目标中长波红外辐射特性测量关键技术研究[D]. 南童凌.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]基于GOSAT卫星短波红外辐射数据反演的中国碳通量分析[D]. 张兰兰.湖北工业大学 2018
[4]表面具有微透镜阵列的PIN型红外探测器的研究[D]. 冯献飞.北京工业大学 2018
[5]新型GaAs/AlGaAs量子阱中远红外探测器的研究与改进[D]. 刘松妍.北京工业大学 2002
本文编号：3486513
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