GaN-AlGaN量子阱紅外探測器的電極制備優(yōu)化研究.pdf

1、通過調(diào)節(jié)Al組分可以利用AlGaN材料實現(xiàn)日盲紫外的探測，同時，Ⅲ族氮化物更是為紫外-紅外雙色集成探測器的實現(xiàn)提供了可能性。GaN/AlGaN量子阱具有高達2ev的可調(diào)帶階和飛秒量級的子帶弛豫時間等突出的優(yōu)勢，是中短波紅外光電器件的極佳選擇，尤其在3μm～5μm大氣窗口波段有著非常廣泛的應(yīng)用。然而目前關(guān)于此紅外工作波段的基于Ⅲ族氮化物光電器件的報道甚少，所以開展對Ⅲ族氮化物紫外-紅外雙色探測器的研究有極大的科研和應(yīng)用價值。
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2、論文簡單的介紹了GaN/AlGaN紫外-紅外雙色探測器的結(jié)構(gòu)和工作原理，重點開展了對GaN/AlGaN雙色探測器的關(guān)鍵工藝技術(shù)包括電極制備、光柵耦合及器件制備的研究工作，具體內(nèi)容如下:
　　(1)研究了N2和O2兩種氣氛下退火條件對Ti/Al/Ni/Au合金在AlGaN外延層上歐姆接觸特性的影響。通過不同條件下的合金元素分布分析了退火溫度、時間和氣氛等條件來對比接觸電阻率和表面粗糙度的影響;分析了二步退火對比接觸電阻率的改善作用，

3、通過優(yōu)化條件獲得了較低的比接觸電阻率（9.4×10-5Ω·cm2）。
　　(2)利用FDTD方法對光柵的周期、占空比、金屬厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，并通過實驗驗證了光柵耦合的增強效果。設(shè)計了三維金屬光柵結(jié)構(gòu)來進一步提高耦合效果，并對三維金屬光柵結(jié)構(gòu)的工藝制備進行了摸索。
　　(3)設(shè)計了不同結(jié)構(gòu)金屬光柵耦合的GaN/AlGaN量子阱紅外探測器，闡述了器件的工藝流程并利用微納加工技術(shù)進行了制備。通過測試分析了GaN/AlGaN