MSM结构六方氮化硼深紫外光电探测器的研究
发布时间：2021-11-15 12:44
深紫外光电探测器是光电探测技术领域中的研究热点,在紫外制导、紫外预警、空间通信、航空航天和紫外天文学等领域具有重要的应用价值和迫切需求。作为新型超宽禁带半导体材料,六方氮化硼（h BN,禁带宽度约为6.0 e V）由于具有极佳的热稳定性和化学稳定性、非常大的吸收系数（7×105 cm-1）、极高的介电强度（8 MV/cm）等优点,因而是制作深紫外光电探测器的优选材料之一。目前,h BN深紫外光电探测器的研究方兴未艾。受限于材料的质量和结构设计,h BN深紫外光电探测器的性能亟待改善。为此,本论文从提高h BN薄膜质量和改善器件结构两个方面,对MSM型h BN深紫外光电探测器进行了深入研究,取得的主要研究结果如下:1.采用低压化学气相沉积（LPCVD）技术,生长温度1200℃,在蓝宝石衬底上生长了h BN薄膜,h BN（002）晶面XRD衍射峰位于26.47°,半峰宽为1.28°。h BN薄膜的光学带隙约为5.95 e V,本征吸收边约为208 nm,吸收边附近的吸收系数大于8.5×104 cm-1。基于制备的h BN薄膜研制出常规的MSM型光电探测器,20V偏压下...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常见的紫外光电探测器的类型[13]
第一章绪论型光电探测器相比制作较为复杂[18]。根据结构不同，光伏型光电探测器又可以分为以下几类：（1）PN结型光电探测器PN结型光电探测器由P型半导体和N型半导体相接触而成。两种半导体材料载流子浓度不同，因此在接触时形成耗尽层内建电场，在光照下材料吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生空穴和光生电子分别流向P型区和N型区，产生电流[19,20]，其结构原理图如1.2所示。PN结型光电探测器具有正向导通、反向截止的特点，所以通常在反偏电压下工作，从而具有更小的暗电流和更高的信噪比。图1.2PN结型光伏探测器结构原理图（2）肖特基势垒型光电探测器肖特基势垒型光电探测器通常由金属与半导体相接触而成，由于金属与半导体的功函数不同所以会在接触面形成肖特基势垒[21]。在光照下半导体吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生载流子被分离，分别流向半导体和金属，形成低电势和高电势，从而产生光生电动势[22,23]。肖特基势垒光电探测器结构示意图如图1.3所示。图1.3肖特基势垒型光电探测器结构示意图3
第一章绪论型光电探测器相比制作较为复杂[18]。根据结构不同，光伏型光电探测器又可以分为以下几类：（1）PN结型光电探测器PN结型光电探测器由P型半导体和N型半导体相接触而成。两种半导体材料载流子浓度不同，因此在接触时形成耗尽层内建电场，在光照下材料吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生空穴和光生电子分别流向P型区和N型区，产生电流[19,20]，其结构原理图如1.2所示。PN结型光电探测器具有正向导通、反向截止的特点，所以通常在反偏电压下工作，从而具有更小的暗电流和更高的信噪比。图1.2PN结型光伏探测器结构原理图（2）肖特基势垒型光电探测器肖特基势垒型光电探测器通常由金属与半导体相接触而成，由于金属与半导体的功函数不同所以会在接触面形成肖特基势垒[21]。在光照下半导体吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生载流子被分离，分别流向半导体和金属，形成低电势和高电势，从而产生光生电动势[22,23]。肖特基势垒光电探测器结构示意图如图1.3所示。图1.3肖特基势垒型光电探测器结构示意图3
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境气氛对二维超薄ZnO纳米片紫外探测器性能的影响[J]. 赵爽,祝元坤,王现英. 电子科技. 2019(02)
[2]分布式拉曼光放大系统中噪声的精确分析[J]. 赵明君,崔力民,侯建明,宋广磊,项旻,李明,李蔚,郑强. 光通信研究. 2018(05)
[3]浅析拉曼光谱的原理及其应用[J]. 刘顺彭. 科学家. 2017(07)
[4]六方氮化硼纳米材料的专利技术现状分析[J]. 姚星. 科技创新与应用. 2015(26)
[5]n-ZnO/p-GaN异质结紫外探测器及其光电性能研究[J]. 黄瑞志,曲崇,李清山,张立春,张忠俊,张敏,赵风周. 光电子.激光. 2014(06)
[6]高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器[J]. 陆海,陈敦军,张荣,郑有炓. 南京大学学报(自然科学). 2014(03)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]拉曼光谱的原理[J]. 赵鹏. 时代教育(教育教学). 2011(09)
[9]“日盲”紫外光通信网络中节点覆盖范围研究[J]. 赵太飞,冯艳玲,柯熙政,何华. 光学学报. 2010(08)
[10]双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究[J]. 李成,李好斯白音,李耀耀,王凯,顾溢,张永刚. 半导体光电. 2009(06)
硕士论文
[1]六方氮化硼薄膜稳定性及其MSM型深紫外光电探测器的研究[D]. 全海燕.吉林大学 2018
[2]拉曼散射理论及其应用[D]. 李政.北京工业大学 2005
本文编号：3496804
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常见的紫外光电探测器的类型[13]
第一章绪论型光电探测器相比制作较为复杂[18]。根据结构不同，光伏型光电探测器又可以分为以下几类：（1）PN结型光电探测器PN结型光电探测器由P型半导体和N型半导体相接触而成。两种半导体材料载流子浓度不同，因此在接触时形成耗尽层内建电场，在光照下材料吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生空穴和光生电子分别流向P型区和N型区，产生电流[19,20]，其结构原理图如1.2所示。PN结型光电探测器具有正向导通、反向截止的特点，所以通常在反偏电压下工作，从而具有更小的暗电流和更高的信噪比。图1.2PN结型光伏探测器结构原理图（2）肖特基势垒型光电探测器肖特基势垒型光电探测器通常由金属与半导体相接触而成，由于金属与半导体的功函数不同所以会在接触面形成肖特基势垒[21]。在光照下半导体吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生载流子被分离，分别流向半导体和金属，形成低电势和高电势，从而产生光生电动势[22,23]。肖特基势垒光电探测器结构示意图如图1.3所示。图1.3肖特基势垒型光电探测器结构示意图3
第一章绪论型光电探测器相比制作较为复杂[18]。根据结构不同，光伏型光电探测器又可以分为以下几类：（1）PN结型光电探测器PN结型光电探测器由P型半导体和N型半导体相接触而成。两种半导体材料载流子浓度不同，因此在接触时形成耗尽层内建电场，在光照下材料吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生空穴和光生电子分别流向P型区和N型区，产生电流[19,20]，其结构原理图如1.2所示。PN结型光电探测器具有正向导通、反向截止的特点，所以通常在反偏电压下工作，从而具有更小的暗电流和更高的信噪比。图1.2PN结型光伏探测器结构原理图（2）肖特基势垒型光电探测器肖特基势垒型光电探测器通常由金属与半导体相接触而成，由于金属与半导体的功函数不同所以会在接触面形成肖特基势垒[21]。在光照下半导体吸收大于禁带宽度的光子能量会产生电子—空穴对，在内建电场的作用下光生载流子被分离，分别流向半导体和金属，形成低电势和高电势，从而产生光生电动势[22,23]。肖特基势垒光电探测器结构示意图如图1.3所示。图1.3肖特基势垒型光电探测器结构示意图3
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境气氛对二维超薄ZnO纳米片紫外探测器性能的影响[J]. 赵爽,祝元坤,王现英. 电子科技. 2019(02)
[2]分布式拉曼光放大系统中噪声的精确分析[J]. 赵明君,崔力民,侯建明,宋广磊,项旻,李明,李蔚,郑强. 光通信研究. 2018(05)
[3]浅析拉曼光谱的原理及其应用[J]. 刘顺彭. 科学家. 2017(07)
[4]六方氮化硼纳米材料的专利技术现状分析[J]. 姚星. 科技创新与应用. 2015(26)
[5]n-ZnO/p-GaN异质结紫外探测器及其光电性能研究[J]. 黄瑞志,曲崇,李清山,张立春,张忠俊,张敏,赵风周. 光电子.激光. 2014(06)
[6]高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器[J]. 陆海,陈敦军,张荣,郑有炓. 南京大学学报(自然科学). 2014(03)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]拉曼光谱的原理[J]. 赵鹏. 时代教育(教育教学). 2011(09)
[9]“日盲”紫外光通信网络中节点覆盖范围研究[J]. 赵太飞,冯艳玲,柯熙政,何华. 光学学报. 2010(08)
[10]双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究[J]. 李成,李好斯白音,李耀耀,王凯,顾溢,张永刚. 半导体光电. 2009(06)
硕士论文
[1]六方氮化硼薄膜稳定性及其MSM型深紫外光电探测器的研究[D]. 全海燕.吉林大学 2018
[2]拉曼散射理论及其应用[D]. 李政.北京工业大学 2005
本文编号：3496804
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