基于应变锗的金属—半导体—金属光电探测器

通过对锗(Ge)半导体材料进行拉伸应变和n型掺杂,可以提高其电子迁移率和发光性能。将薄膜卷曲技术与微电子加工技术相结合,制备出悬浮的Ge微米带结构,实现了单轴和双轴2种不同的应变状态,并且可以通过调整光刻图案来控制Ge的应变状态和大小。利用这一方法,制备出了高性能双轴应变Ge对称型肖特基接触金属-半导体-金属(MSM)光电探测器。经测试,在1 V偏压和入射功率为1 000 nW的863 nm激光下,该探测器具有低至nA量级的暗电流和高达713的电流开/关比。该性能的实现主要是依赖于双轴应变和掺杂对Ge能带的修饰。研究结果展示了应变Ge在光电探测领域的优势,也证明了其在Si兼容光学通信设备中的应用潜力。

金属-半导体-金属光电探测器的瞬态特性分析

给出了金属 -半导体 -金属光电探测器 ( MSM- PD)高频特性的等效电路模型 ,在此模型基础上编写模拟分析程序 ,分析了探测器相关器件参数对器件截止频率的影响 。

金属-无机半导体-金属光电探测器的研究进展

金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PDs)本身固有的高速、高响应率、易集成等特性使其在光纤通信、传感、制导等多个领域受到广泛关注。文中围绕金属-无机半导体-金属光电探测器展开综述。首先介绍了MSM-PDs的基本结构,包含共面和垂直两种类型。紧接着,介绍了MSM-PDs具体的工作原理,除了常见的光电导型及肖特基型工作原理,还介绍了以金属作为吸光层的热载流子光电探测器的工作原理。随后,详细介绍了以GaAs、InGaAs、Si/Ge等无机材料作为半导体层的MSM-PDs在过去所取得的研究进展。此外,还介绍了利用金属微纳结构拓展较宽带隙半导体材料MSM-PDs在红外波段响应特性的研究进展。最后,总结全文并对MSM-PDs未来的发展做出了展望。

基于二维材料的快速响应金属-半导体-金属结构光电探测器研究进展

快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求。目前,市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料,但是其制作工艺复杂、成本较高,并且机械灵活性差。以石墨烯、二硫化钼为代表的二维材料具有独特的层状结构以及良好的光学、电学、热学和机械特性,是制备光电探测器的理想材料。尤其是部分二维材料所拥有的超高载流子迁移率特性,十分适用于研制快速响应光电探测器。近年来,一系列基于二维材料的金属-半导体-金属结构光电探测器(Metal-semiconductor-metal photodetectors,MSM-PDs)被陆续报道,很多具有1μs以下的快速响应特性。本文以基于二维材料的快速响应MSM-PDs为主题进行综述。首先介绍了MSM-PDs中的基本结构及工作原理,深入剖析了决定其响应速度的主要因素。随后介绍了石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、三元硒氧铋等二维材料的分子结构、光学、电学等特性,并对各类二维材料在MSM-PDs的应用进行对比。然后分类介绍了响应速度在1μs以下的欧姆接触型、肖特基接触型以及基于表面等离激元效应二维材料MSM-PDs的研究进展。最后总结全文,并对二维材料在快速响应光电探测器中的应用前景及发展趋势进行了展望。

GaN金属-半导体-金属紫外光电探测器的研制

用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上制备了GaN单晶薄膜,并对样品进行X射线衍射和光致发光谱测量.利用GaN样品成功地制备了金属-半导体-金属(MSM)结构GaN紫外光电探测器,并对其I-V特性、光谱响应及击穿电压等性能进行测试和分析.结果表明,探测器在-5 V偏压下的光电流与暗电流之比大于400倍;探测器光响应在352 nm附近达到响应峰值,并在364 nm附近出现截止,即具备可见盲特性;器件的光响应度最好达0.21A/W.

基于磁控溅射法生长hBN薄膜的MSM型真空紫外探测器(特邀)

针对目前大面积高质量六方氮化硼(hBN)薄膜的制备与转移存在均匀性、晶粒控制、无损转移等问题,采用射频磁控溅射技术成功在2英寸硅和蓝宝石介电衬底上沉积了hBN薄膜,拉曼光谱、X射线光电子能谱表征证实了薄膜具有明显的hBN特征。制备了hBN基金属-半导体-金属型光电探测器,并探究了电极材料、薄膜厚度以及叉指电极宽度和间距对探测性能的影响。优选出的Ni电极探测器具有极低的暗电流(<3 pA@100 V),对185 nm波长光具有明显光响应,响应度和比探测率分别为2.769 mA/W和2.969×10^(9)Jones。

金属－半导体金刚石薄膜的接触性质研究

金属－半导体金刚石薄膜的接触性质研究刘兴钊，杨邦朝，李言荣，贾宇明（电子科技大学．成都６１００５４）一、引言金刚石薄膜由于具有载流子饱和速率大、击穿电压高、介电常数低、热导率高等优异性能，被认为是大功率、高瞻及恶劣环境下使用的电子元件的理想材料．在金...

掺银硫系玻璃光电探测器响应波长特性研究

由于硫系玻璃具有良好的光学性质,在非线性光学等方面研究广泛,但基于硫系玻璃光电探测器的相关研究却很少。本文利用真空共热蒸发技术制备了不同掺银比例的硫系玻璃薄膜作为半导体膜层结构,并设计构建了金属-绝缘体-半导体结构的自供电光电探测器,探究了该光电探测器的响应光谱范围。结果表明,该探测器对可见光到近红外区域的光均有响应。针对掺银硫系玻璃光电探测器在635 nm波长激光下,研究了探测器响应电压与激发功率之间的关系。当激光功率小于10 mW时,探测器响应电压与激发功率线性相关;当激光功率大于10 mW时,探测器响应电压逐渐饱和。探测器的上升和衰减时间分别为3.932 s和1.522 s。本研究为硫系玻璃材料在自供电光电探测器领域的应用提供了证明。

薄膜光探测器绑定点的几何设计与仿真分析

目前,光器件在硅基衬底上的集成是光电领域的研究热点。将基于表面张力的流体自组装技术应用于薄膜金属-半导体-金属(MSM)光探测器的集成上,其集成效果的优劣与器件绑定点的几何形状有关。为了有效预测薄膜MSM光探测器绑定点的间距和形状对集成效果的影响,利用MATLAB对其集成过程中表面自由能的分布状况进行了仿真分析。首先,在介绍薄膜MSM光探测器的基础上,对其集成过程建立了平移和旋转仿真模型。然后,根据表面自由能与匹配度的线性关系,分别仿真出了不同间距和形状的绑定点在集成过程中匹配度的分布状况图。通过分析匹配度的斜率以及正确装配状态和误装配状态之间的关系,预测两端绑定点间距较长、绑定点形状为梯形时集成效果较好。最后,考虑到薄膜光电器件有可能需要区分正负极的情况,将其两端绑定点设计成不对称形状并进行仿真分析,尽量避免集成过程中出现正负极反接的状态。

4H-SiC金属-半导体-金属结构紫外探测器的模拟与分析

用MEDICI软件对金属一半导体一金属（MSM）结构4H—SiC紫外（UV）探测器的FV特性以及光谱响应等特性进行了模拟与分析，并探讨了金属电极的宽度、电极间距以及外延层厚度对探测器响应度的影响。结果表明，室温下该探测器的暗电流线性密度达到10^-13A／μm，且在不同电压下光电流至少比暗电流大两个数量级；探测器的光谱响应范围为200-400nm，在347nm处响应度达到极大值；增大指宽或者减小指间距可以提高探测器的响应度；当波长小于峰值波长时外延层厚度对探测器的响应度基本没影响，而当波长大于峰值波长时随着外延层厚度的增大探测器的响应度有所增大。

一种改进型金属-半导体-金属光电探测器数学模型

以E.Sano的金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)模型为基础,提出了一种改进型的模型.该模型以多个电流源和电容并联的形式构造,以吸收区过剩电子和空穴总数为研究对象,求解速率方程.另外计算了电容,给出了暗电流与端电压的非线性计算式,改进了传统模型中暗电流的线性计算方法.通过线性叠加给出了该模型光电流的数学解析解.通过在Matlab中的模拟计算,表明该模型具有计算量小、准确度高的特点,它不仅能反映一定偏压和光照下光电流的变化,而且能展示光电子在器件中的转化过程.这种模型也能较好地应用于微弱信号的检测模拟.

金属-半导体-金属结构A1GaN／GaN异质结紫外探测器技术及特性

制备了金属-半导体-金属（MSM）结构的A1GaN／GaN异质结紫外探测器，探测器采用Ni／Au金属作为电极。实验研究了探测器的光电响应特性和I-V特性。此探测器具有两个光谱响应范围，光谱响应的峰值响应率分别为288nm处0．717A／W和366nm处0．641A／W，峰值处的量子效率分别为288nm处308oA和366nm处217％。

光通信中的主流光电探测器研究

对光通信系统解复用接收部分中的关键器件——主流光电探测器进行综合比较、优缺点分析与展望.分别对PIN光电探测器,普通雪崩二极管,超晶格雪崩二极管,波导型光电探测器,振腔增强型光电探测器,金属-半导体-金属光电探测器的原理和特点做了简要概括,并做系统比较,最后对光电探测器发展前景进行展望.

GaAs微条粒子探测器的辐照特性

设计了一种能经受高能粒子辐照的 Ga As微条粒子探测器 .该探测器结构采用金属 -半导体 -金属结构 ,其主要几何尺寸是 :微条长度为 17mm ,宽度分别为 2 0、5 0、10 0、2 0 0、30 0μm .该探测器在经受电子、中子、γ射线、X射线等高能粒子辐照后 ,表面金属光亮无损 ,反向击穿电压最高可达 180 V,在反偏电压 80 V时 ,反向暗电流密度低达31n A/mm2 .探测器的最小条宽为 2 0μm.

IBED和Sol-gel制备方法对二氧化钒薄膜性能的影响

采用离子束增强沉积(IBED)法和溶胶-凝胶法(Sol-gel)在siO2/Si衬底上制备了具有半导体相-金属相转换特性的二氧化钒薄膜.对两种方法制备薄膜的性能测试结果表明,其转换温度、相变滞豫、热电阻温度系数等都有较大差别.

Al_(0.66)Ga_(0.34)N日盲紫外光电探测器研究

采用MOCVD生长的高Al含量n-AlxGa1-xN制备了金属-半导体-金属(MSM)结构紫外日盲探测器。材料为非故意掺杂n型,表面无裂缝。经三轴X射线衍射(TAXRD)对外延材料进行测试,AlxGa1-xN半峰宽(FWHM)为155arcs,显示了良好的晶体质量。经光谱响应测试,探测器存在两个峰值响应,波长分别位于255、365nm处,说明探测器同时具有日盲探测和双色探测特征。在6V偏压下255nm处响应度为0.1A/W,并以此推算出AlxGa1-xN材料的Al含量为0.66。

溶胶-凝胶法制备Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5薄膜及GaN MIS结构C-V特性

采用溶胶-凝胶法制备出高介电常数的Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)薄膜.总结出适合作为GaN金属-绝缘层-半导体场效应晶体管(MISFET)栅介质的BZN薄膜的原料配比、烧结温度和保温时间等工艺参数,解决了原料溶解、粘稠度、浸润度等工艺问题.同时,结合半导体工艺制造出以BZN薄膜为绝缘介质的GaNMIS结构,通过测量到的高频C-V特性曲线,得到薄膜的相对介电常数为91,MIS结构的强反型电压为-3.4V,平带电压为-1.9V.

相对湿度对AFM针尖阳极氧化金属薄膜的影响

AFM针尖诱导氧化加工的金属 (Ti、Al、Nb等 )纳米氧化线是实现金属 半导体纳米器件的基础 ,由大气湿度决定的金属膜表面水吸附层的厚度 ,对控制阳极诱导氧化加工的结果起重要作用。实验研究了大气湿度对Ti氧化线高度、宽度和纵横比的影响 ,结果表明进行氧化加工Ti膜的较好的湿度范围为 30 %～ 5 0 %。

In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM光电探测器光电响应速度研究

本文通过分析In_(0.53)Ga_(0.47)As材料的电子漂移速度与电场的非线性关系,研究了In_(0.53)Ga_(0.47)As金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)的光电响应与指状电极间距离、光吸收层杂质浓度及工作电压之间的关系。研究结果表明、光电响应速度存在最佳值。用计算机辅助分析得到的In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD的光电响应时间与偏置电压的关系与实验器件实测结果相一致。研究结果为设计高速响应In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD及建立器件光电响应模型提供了依据。

基于PSPICE的肖特基势垒光电探测器的模拟

通过PSPICE对金属-半导体-金属光探测器(MSM-PD)进行晶体管级的电路模拟,分析了以E.Sa-no模型为基础的MSM-PD的电学特性.通过改变模型参数模拟了MSM-PD器件的直流、交流和瞬态特性,为高性能器件设计研究提供了一个新的方法.