| 题名 | 航天遥感用InGaAs台面探测器的钝化研究 |
| 作者 | 韩冰 |
| 答辩日期 | 2007-05-24 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 龚海梅 |
| 关键词 | 铟镓砷 磷化铟 氮化硅 短波探测器 硫化 表面态 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 由于InGaAs 短波红外探测器具有可以室温工作、探测率高等优点，InGaAs线列红外焦平面在国外已经成功用于空间遥感。本论文主要围绕台面结构的InGaAs探测器的钝化工艺展开研究，研究了硫钝化工艺对InGaAs和InP表面的钝化机理，并对SiNx钝化膜的机理进行了研究，为InGaAs短波红外探测器的制备和可靠性的研究提供了重要依据。同时利用不同的钝化方式制备InGaAs探测器，通过最终性能的比较，评价得出钝化效果较好的方式，为InGaAs红外焦平面的研制提供工艺参考。 表面性能是制约InGaAs光电器件的重要瓶颈。InGaAs属于III-Ⅴ族三元化合物，具有较高的表面态和表面复合速度，容易形成费米能级钉扎和较大的表面复合电流。因此进行InGaAs的表面钝化处理，降低其表面态密度，具有重要的意义。本文利用XPS分析手段分析了(NH4)2S溶液钝化InGaAs和InP的微观机理。结果表明，硫化能够有效去除表面的自然氧化层，同时在表面形成硫化物，阻止表面进一步被氧化。为了更好的表征硫化的效果，我们利用微波反射光电导衰减法(μ-PCD)法测量InGaAs层的少子寿命，得出未处理、HF处理及(NH4)2S处理三种情况下，表面复合速度的变化。 由于硫化的表面经过长时间的和空气接触，会在表面再次形成自然氧化层，因此有必要在表面淀积一层钝化膜阻挡表面和外界环境的接触。本文重点研究了利用PECVD方法生长得SiNx薄膜的本体性质及与InP、InGaAs界面之间的电学性质。通过XRD、透射光谱、AFM研究了SiNx退火前后的性质。为了表征SiNx对InP、InGaAs的钝化作用，制备了MIS器件研究SiNx和InP、InGaAs之间的电学作用。测试MIS器件的I-V特性，结果表明SiNx薄膜具有良好的绝缘性能。通过对MIS器件高低频C-V的测试，计算得出SiNx和InP、InGaAs最小界面态密度分别为1×1011eV-1cm-2、8.5×1010eV-1cm-2。 为了更好的说明硫化及SiNx的钝化作用，利用硫化及SiNx钝化制作了台面结构InGaAs 8元探测器。同时利用其他三种不同钝化方式：单层聚酰亚胺钝化、硫化后聚酰亚胺钝化、硫化后ZnS/聚酰亚胺双层钝化制作出相同结构的台面探测器。对不同钝化方式的器件进行I-V、响应信号及噪声测试，用零偏压电阻、暗电流和探测率来表征钝化效果。结果表明硫化可以改进钝化效果，可以较好的降低暗电流，增加零偏压电阻。硫化后SiNx/聚酰亚胺双层钝化可以取得最好的钝化效果。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4770]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 韩冰. 航天遥感用InGaAs台面探测器的钝化研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
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