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InGaAs红外探测器器件与物理研究

2020-11-22阅读(779)

InGaAs红外探测器器件与物理研究

论文摘要

本论文对InGaAs探测器的器件表征及器件性能进行了研究，主要分析了影响探测器暗电流及R0A的各种噪声机制，取得了如下结果： 1．从理论与实验两个方面对In0.53Ga0.47As探测器的I-V特性进行了分析，结果表明在反向偏置低压区，产生—复合电流占主导地位，在反向偏置高压区，带带间隧道电流占主导地位。研究了In0.53Ga0.47As探测器结面积和电极尺寸对探测器暗电流的影响。探讨了In0.53Ga0.47As探测器反向偏压下暗电流的温度特性并对In0.53Ga0.47As探测器的R0A进行了分析，其中主要探讨了R0A随温度及i层载流子浓度的变化关系。此外，对In0.53Ga0.47As探测器的均匀性进行了研究。 2．测试了扩展波长In0.6Ga0.4As，In0.7Ga0.3As和In0.8Ga0.2As探测器的光谱响应，C-V特性，I-V特性和R0A。对探测器系列的I-V特性进行理论模拟，理论模拟中暗电流分量主要包括扩散电流，产生复合电流，欧姆电流，隧道电流，理论结果与实验结果得到了较好的符合。用液氦循环制冷实现温度的变化测量暗电流随温度的变化关系，并进行了理论分析。此外，对扩展波长In0.6Ga0.4As，In0.7Ga0.3As和In0.8Ga0.2As探测器的R0A进行了研究，其中主要探讨了R0A随温度以及i层载流子浓度的变化关系，结果表明采用热电制冷，探测器可望获得更高的性能；i层的轻掺杂可使探测器的R0A得到改善。 3．对In0.53Ga0.47As探测器阵列进行了初步的研究，制作了4×2元In0.53Ga0.47As阵列，初步测量了In0.53Ga0.47As探测器阵列的性能，为以后In0.53Ga0.47As探测器阵列的研究打下基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 论文目录
  • 第一章 引言
  • 第二章 文献综述
  • 2.1 红外探测器的发展简史
  • 2.2 红外探测器应用
  • 2.3 红外探测器分类
  • 2.4 InGaAs红外探测器
  • 2.4.1 InGaAs和InP的材料特性
  • 2.4.2 InGaAs和InP材料的GSMBE生长
  • 2.4.3 InGaAs／InP红外探测器
  • 2.5 InAsSb红外探测器发展
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 光伏探测器原理及性能分析
  • 3.1 光伏型PIN探测器工作原理
  • 3.2 表征探测器性能的基本参数
  • 3.2.1 响应度
  • 3.2.2 探测率
  • 3.2.3 暗电流
  • 3.2.4 电容
  • 0A'>3.2.5 R0A
  • 3.2.6 光谱响应
  • 3.3 器件测试
  • 3.3.1 I-V特性测量系统
  • 3.3.2 光谱响应测量系统
  • 3.3.3 C-V特性测量系统
  • 3.4 本章小结
  • 0.53Ga0.47As PIN光电探测器性能分析'>第四章 In0.53Ga0.47As PIN光电探测器性能分析
  • 0.53Ga0.47As探测器器件结构与工艺'>4.1 In0.53Ga0.47As探测器器件结构与工艺
  • 0.53Ga0.47As探测器光谱响应'>4.2 In0.53Ga0.47As探测器光谱响应
  • 0.53Ga0.47As探测器I-V特性'>4.3 In0.53Ga0.47As探测器I-V特性
  • 0.53Ga0.47As探测器I-V特性测试及理论分析'>4.3.1 In0.53Ga0.47As探测器I-V特性测试及理论分析
  • 0.53Ga0.47As探测器暗电流的温度特性'>4.3.2 In0.53Ga0.47As探测器暗电流的温度特性
  • 0.53Ga+（0.47）As探测器R0A'>4.4 In0.53Ga+（0.47）As探测器R0A
  • 0A的温度特性'>4.4.1 R0A的温度特性
  • 0A随i层载流子浓度的变化关系'>4.4.2 R0A随i层载流子浓度的变化关系
  • 0.53Ga0.47As探测器均匀性的研究'>4.5 In0.53Ga0.47As探测器均匀性的研究
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 扩展波长InGaAs探测器性能研究
  • xGa1-xAs探测器器件结构及器件工艺'>5.1 扩展波长InxGa1-xAs探测器器件结构及器件工艺
  • xGa1-xAs探测器光谱响应'>5.2 扩展波长InxGa1-xAs探测器光谱响应
  • xGa1-xAs探测器C-V特性'>5.3 扩展波长InxGa1-xAs探测器C-V特性
  • xGa1-xAs探测器Ⅰ-Ⅴ特性'>5.4 扩展波长InxGa1-xAs探测器Ⅰ-Ⅴ特性
  • 5.4.1 正向偏置Ⅰ-Ⅴ特性
  • 5.4.2 反向偏置Ⅰ-Ⅴ特性
  • 5.4.3 暗电流温度特性
  • xGa1-xAs探测器R0A分析'>5.5 扩展波长InxGa1-xAs探测器R0A分析
  • 0A温度特性分析'>5.5.1 R0A温度特性分析
  • 0A随i层载流子浓度变化关系'>5.5.2 R0A随i层载流子浓度变化关系
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 InGaAs探测器阵列研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 红外探测器阵列发展
  • 0.53Ga0.47As探测器阵列的研究'>6.3 In0.53Ga0.47As探测器阵列的研究
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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    • [30].短波红外InGaAs焦平面噪声特性[J]. 红外与毫米波学报 2019(04)

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