高響應度InGaAs PIN探測器的設計與優(yōu)化.pdf

1、本論文針對1-1.6μm近紅外波段InP/InGaAs PIN高響應度光電探測器陣列,首先分析了表征光電探測器性能的各種參數(shù),然后從提高探測器的響應度并兼顧器件的其它特性出發(fā),經過設計器件結構、優(yōu)化器件參數(shù)和工藝條件等過程,充分掌握了高響應度光電探測器陣列的設計方法和制造工藝技術。總體來看,本論文的研究工作主要集中在以下幾個方面： 1.分析影響探測器響應度的相關因素,提出提高器件響應度的方法。分析外延層材料的尺寸和組分對響應度的

2、影響,設計出合適的外延材料結構并計算求得合適的吸收層厚度；另外研究探測器的暗電流、噪聲、響應時間等參數(shù),為優(yōu)化設計探測器提供一定的理論依據(jù)。 2.進行閉管Zn擴散形成P型區(qū)的研究。通過實驗數(shù)據(jù)分析閉管擴散Zn形成p型區(qū)域時合理的擴散源劑量和紅磷含量；優(yōu)化擴散溫度和擴散時間；研究測量擴散結深度的方法；掌握制備探測器陣列的關鍵擴散工藝。 3.優(yōu)化其它主要單項工藝條件,為制作探測器陣列提供基礎。研究正膠光刻工藝,確定合適的光刻

3、條件；研究Si3N4擴散掩蔽層的制備,計算適合Zn擴散要求的掩蔽層厚度,分析Si3N4腐蝕速率與其生長條件的關系。 4.完成器件封裝,制作出10×1元陣列。搭建光譜響應度測量平臺并測量探測器的光譜響應特性,分析光響應度與探測器多層表面厚度的關系；測量探測器的I-V特性,測試探測器陣列均勻性,優(yōu)化器件結構,完成設計要求。 5.研究探測器陣列各單元之間交叉干擾的問題,為進一步研究InP/InGaAs紅外探測器陣列打下基礎。