AlxGa1-xN的MOCVD外延生長及日盲p-i-n型焦平面陣列探測器的研制.pdf

1、第三代半導(dǎo)體GaN與AlN合成的AlxGa1-xN三元合金晶體材料隨著Al組分的變化其禁帶寬度不但變化范圍大(3.4eV～6.2Ev)且連續(xù)可調(diào)，對應(yīng)吸收光的波段在200～365nm之間連續(xù)變化，其中探測波段在240～280nm區(qū)間的日光盲探測器可以廣泛應(yīng)用于生化分析、臭氧監(jiān)測、紫外通訊、太陽照度監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測等領(lǐng)域，在國內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注。
　　本論文首先介紹了MOCVD設(shè)備外延生長AlxGa1-xN材料的原理、相關(guān)的物理化學(xué)

2、過程及存在的問題；然后開展了襯底的選擇、AlN基板緩沖層和超晶格緩沖層、高Al組分AlxGa1-xN的MOCVD外延生長及其n型摻雜等方面的實(shí)驗(yàn)研究；最后，設(shè)計(jì)和制作了320×256元AlxGa1-xN日盲p-i-n型焦平面陣列(FPA)探測器，并對其電學(xué)性質(zhì)、光譜響應(yīng)、成像演示等性能進(jìn)行了測試。論文獲得的主要研究結(jié)果如下：
　　(1)通過工藝優(yōu)化，在藍(lán)寶石襯底上成功制備了AlN基板和AlxGa1-xN/AlN超晶格緩沖層。獲得的

3、AlN基板(0002)和(10-12)晶面的搖擺曲線FWHM值分別為37秒和712秒，且AFM測試結(jié)果顯示表面光滑程度為原子級(jí)。
　　(2)制備出了Al組分高于0.6的AlxGa1-xN外延材料，其(0002)晶面搖擺曲線FWHM值為213秒；其n型載流子濃度大于6.9×1018cm-3、室溫載流子遷移率大于50.0cm2/v·s，性能基本滿足器件制作要求，并進(jìn)行了背照式PIN結(jié)構(gòu)紫外探測器材料外延生長。
　　(3)探測器樣