PbTe光伏探測器的研制

【摘要】：Ⅳ-Ⅵ族半導(dǎo)體是一類禁帶寬度很窄的化合物半導(dǎo)體材料,由于其獨(dú)特的物理性質(zhì),是應(yīng)用于紅外波段光電探測器的理想材料。本文簡要介紹了Ⅳ-Ⅵ族半導(dǎo)體的背景,系統(tǒng)回顧了紅外探測器及紅外成像系統(tǒng)的發(fā)展。在深入研究了光伏探測器的工作原理后,結(jié)合PbTe外延薄膜的物理特性,設(shè)計了In2O3/PbTe異質(zhì)結(jié)型中紅外光伏探測器。 利用自主的分子束外延(MBE)生長設(shè)備,在CdZnTe(111)基底上外延生長p-PbTe單晶薄膜,并對薄膜的物理特性進(jìn)行了一系列表征,結(jié)果表明外延生長的PbTe單晶薄膜具備較高的晶體質(zhì)量。采用磁控濺射設(shè)備在p-PbTe薄膜上沉積N-In203多晶薄膜形成異質(zhì)結(jié)構(gòu),以此為有源區(qū),通過真空沉積ZnS薄膜做鈍化絕緣層和In薄膜做歐姆接觸電極,制成國內(nèi)第一個PbTe結(jié)型中紅外光伏探測器。將芯片封裝入杜瓦瓶,在77K溫度下測得探測器的響應(yīng)波段為1.5～5.5μm,探測率D*為2×1010cm·Hz1/2W-1。根據(jù)I-V特性曲線得到探測器的優(yōu)值因子R0A,并進(jìn)一步計算得到了探測器在77K溫度下的峰值探測率硝可達(dá)4.35×1010cm·Hz1/2W-1。 最后,總結(jié)了自己在研究生期間的主要工作,對實驗室在PbTe光伏探測器方面的研究工作進(jìn)行了展望。 【關(guān)鍵詞】：PbTe 光伏探測器 中紅外
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TN215
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 IV-VI族半導(dǎo)體背景介紹10-12
• 1.3 紅外探測器及紅外成象系統(tǒng)回顧12-15
• 1.3.1 紅外探測器的原理及分類12-13
• 1.3.2 紅外成像系統(tǒng)回顧13-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及意義15-16
• 參考文獻(xiàn)16-19
• 第2章 PbTe外延薄膜物理特性研究19-26
• 2.1 IV-VI族半導(dǎo)體基本物理性質(zhì)19-22
• 2.1.1 晶體結(jié)構(gòu)19
• 2.1.2 能帶結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.3 有效質(zhì)量、遷移率及介電常數(shù)等21-22
• 2.2 PbTe薄膜分子束外延生長22-24
• 2.3 樣品特性24-25
• 參考文獻(xiàn)25-26
• 第3章 PbTe光伏探測器器件模型26-39
• 3.1 光伏探測器的工作原理26-33
• 3.1.1 異質(zhì)結(jié)的形成與空間電荷區(qū)26-27
• 3.1.2 能帶圖27-29
• 3.1.3 伏安特性29-30
• 3.1.4 光生伏特效應(yīng)以及光伏探測器的工作原理30-33
• 3.2 PbTe光伏探測器器件模型33-37
• 參考文獻(xiàn)37-39
• 第4章 PbTe光伏探測器流片工藝及測試39-62
• 4.1 PbTe光伏探測器流片工藝39-48
• 4.2 PbTe光伏探測器的測試48-60
• 4.2.1 I-V特性49-50
• 4.2.2 響應(yīng)度與響應(yīng)光譜50-55
• 4.2.3 噪聲等效功率(NEP)及探測率D~*55-57
• 4.2.4 優(yōu)值因子R_0A57-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 第5章 工作總結(jié)與展望62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64

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