离子注入型硅掺砷阻挡杂质带长波红外探测器的研究
发布时间：2021-11-21 00:51
研究了基于离子注入技术制备硅掺砷阻挡杂质带探测器的工艺,通过优化工艺条件和相关器件的结构与材料参数,制造了具有良好光电响应性能的长波红外探测器。在温度5 K,-3.8 V工作偏压下,探测器的峰值响应波长为23.8μm,黑体响应率为3.7 A/W,3.2 V时最大探测率为5.2×1013 cm·Hz1/2/W。性能指标堪与文献报道的结果相媲美甚至更好,展示了离子注入工艺在制作阻挡杂质带探测器方面的潜在优势,特别是离子注入工艺与目前的微电子电路技术相兼容,能将探测器与读出电路集成到一块芯片上,在降低成本的同时提高探测器成像性能。
【文章来源】：红外与毫米波学报. 2020,39(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１四次砷离子注人方案和分布??Ｆｉｇ．?１?Ｄｏｐｉｎｇ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?Ａｓ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｉｎｆｒａｒｅｄ－ａｃ？??－－－
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?Ｅ?＝?￣（１）??７ＴＬ??其中，ａ为调制因子；ｅ为黑体辐射源的有效发射率；??ｃｒ为斯特潘－波尔兹曼常数；ｒ为黑体温度，７；为环境??温度Ｍ为黑体辐射源的光阑面积，单位ｃｍ２；Ｌ为黑??体辐射源的光阑至被测探测器之间的距离，单位??ｃｍ。测试了阻挡层为３?ｐｍ的叉指型阻挡杂质带探??测器温度为５?Ｋ，黑体温度为８００?Ｋ，斩波器频率为??２７７?Ｈｚ的黑体响应，响应率曲线如图４所示。??１Ｅ１８??２器件测试与分析??ＩＥ１９??学和电学方面的测试：??ｍｍ??图３?ｕ）阻挡杂质带探测器局部放大图和（ｂ）封装示意图??Ｆｉｇ．?３?（ａ）?ＢＩＢ?ｄｅｔｅｃｔｏｒ＊?ｓ?ｐａｒｔｉａｌ?ｅｎｌａｒｇｅｄ?ｄｅｔａｉｌ?ａｎｄ?（?ｂ）??ｐａｃｋａｇｅ?ｏｆ?ＢＩＢ?ｄｅｔｅｃｔｏｒ??图３是器件的封装和探测器局部放大图，由图３??（ａ）局部放大图可以看到，上面部分是直线型的探测??器，下面部分是叉指型的探测器。设计了直线型和??叉指型两种结构以及相应不同阻挡层厚度的探测??器进行了实验。白色部分是铝电极，两个紧挨着的??电极之间的部分是探测的吸收层和阻挡层，表面覆??盖了一层氮化硅作为钝化层以抑制表面暗电流。??探测器的响应波长可达３０?ｐｍ，需要在深低温??下进行测试。将探测器通过低温胶粘到冷指上，再??通过点焊方式将导线引出接到ＰＣＢ板上进行测试。??通过如图３ｂ所示的封装，就可以进行器件的低温光??－４?－３?－２?－１?０?１?２?３?４??偏差／Ｖ??图４探测器温度５Ｋ黑体响应率??Ｆｉｇ．?４?Ｂｌａｃｋｂｏｄｙ?ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ?ｖｓ?ｂｉａｓ?ｖｏｌｔａｇｅ?ａｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于远红外探测的Si:P阻挡杂质带红外探测器研制[J]. 廖开升,李志锋,王超,李梁,周孝好,李宁,戴宁. 红外与毫米波学报. 2016(01)
[2]天文用阻挡杂质带红外探测器[J]. 廖开升,刘希辉,黄亮,李志锋,李宁,戴宁. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(04)
本文编号：3508428
【文章来源】：红外与毫米波学报. 2020,39(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１四次砷离子注人方案和分布??Ｆｉｇ．?１?Ｄｏｐｉｎｇ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?Ａｓ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｉｎｆｒａｒｅｄ－ａｃ？??－－－
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【参考文献】：
期刊论文
[1]用于远红外探测的Si:P阻挡杂质带红外探测器研制[J]. 廖开升,李志锋,王超,李梁,周孝好,李宁,戴宁. 红外与毫米波学报. 2016(01)
[2]天文用阻挡杂质带红外探测器[J]. 廖开升,刘希辉,黄亮,李志锋,李宁,戴宁. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(04)
本文编号：3508428
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