AlGaN日盲p-i-n型FPA探測器關鍵工藝技術的研究.pdf

1、鋁鎵氮（AlGaN）材料是GaN材料的三元合金，它屬于寬禁帶直接帶隙半導體，物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定，其禁帶寬度隨材料中Al組分由0到1的變化在3.4～6.2ev之間連續(xù)變化，對應可吸收光的長波限在200～365nm之間變化。其中240～280nm波段是日光盲區(qū)，因此AlGaN是制作日光盲（日盲）紫外探測器的理想材料，可廣泛應用于導彈尾焰探測、火災監(jiān)測等領域。
　　一般探測器的研究包括以下幾個方面：器件結(jié)構設計、外延材料生長、工藝技術研

2、究、器件制作及測試。本文的重點研究內(nèi)容為：高 Al組分 n型 AlGaN（n-AlGaN）材料MOCVD生長的研究、高Al組分n-AlGaN歐姆接觸技術的研究，另外還對制作出的320×256元AlGaN日盲p-i-n型焦平面陣列（FPA）探測器樣品進行了性能測試與分析。
　　文章首先研究高Al組分n-AlGaN材料MOCVD生長。主要通過對高溫AlN和AlxGa1-xN/AlN超晶格緩沖層的研究，優(yōu)化n-AlGaN材料的生長，研究

3、生長出鋁組分為0.6的n-AlGaN材料，得到它的n型載流子濃度為6.9×1018cm-3、室溫載流子遷移率為49.0cm2/v.s，滿足器件制作要求。
　　其次，利用圓形傳輸線模型（CTLM）進行了大量n-Al0.6Ga0.4N歐姆接觸實驗研究，歐姆接觸金屬方案為：Ti(20nm)/Al(200nm)。重點研究快速熱退火處理對Ti/Al/n-Al0.6Ga0.4N歐姆接觸的影響，并對退火工藝條件進行了優(yōu)化。在制作歐姆接觸金屬薄膜

4、之前對樣品進行表面預處理，處理條件如下：使用丙酮、酒精去油污各清洗5分鐘，用去離子水洗凈，再放入王水中煮沸20分鐘去除表面活性氧化物；金屬層制作完成后，對樣品進行一系列快速熱退火處理實驗，結(jié)果得到Ti/Al/n-Al0.6Ga0.4N歐姆接觸的最優(yōu)退火條件為：在氮氣（N2）氣氛下、670℃、120秒的快速熱退火處理，得到此時比接觸電阻率為2.95×10-4Ω·cm2。
　　最后對制作的探測器樣品進行電學、光譜響應及成像測試，測試結(jié)