ganalgan量子阱红外探测器的电极制备优化研究

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1、分类号：型三鱼2UDC：538．9密级：可公开编号：——GaN／A1GaN量子阱红外探测器的电极制备优化研究STUDYoNPREPARATIONANDoPTIMIZATIONoFELECTRoDEFORGaN／AlGaNQUANTUMWELLINFRAREDDETECTORS学位授予单位及代码：拯壹堡王太堂(!Q!墨鱼2学科专业名称及代码：堂堂(Q2Q2QZ2研究方向：邀堂物理量堑型固签邀造墨申请学位级别：亟±论文起止时间：2012．11—2013．12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明

2、：所呈交的硕士学位论文，((GaN／A1GaN量子阱红外探测器的电极制备优化研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名趔年』月』长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所

3、、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签导师签二丝军』月．嫱参!耸』月蝣越碑名笤摘要通过调节削组分可以利用A1GaN材料实现日盲紫外的探测，同时，Ⅲ族氮化物更是为紫外．红外双色集成探测器的实现提供了可能性。GaN／A1GaN量子阱具有高达2ev的可调带阶和飞秒量级的子带弛豫时间

4、等突出的优势，是中短波红外光电器件的极佳选择，尤其在39m～5岬大气窗口波段有着非常广泛的应用。然而目前关于此红外工作波段的基于Ⅲ族氮化物光电器件的报道甚少，所以开展对Ⅲ族氮化物紫外．红外双色探测器的研究有极大的科研和应用价值。本论文简单的介绍了GaN／A1GaN紫外．红外双色探测器的结构和工作原理，重点开展了对GaN／AIGaN双色探测器的关键工艺技术包括电极制备、光栅耦合及器件制备的研究工作，具体内容如下：(1)研究了N2和02两种气氛下退火条件对Ti／AI／Ni／Au合金在AIGaN外延层上欧

5、姆接触特性的影响。通过不同条件下的合金元素分布分析了退火温度、时间和气氛等条件来对比接触电阻率和表面粗糙度的影响；分析了二步退火对比接触电阻率的改善作用，通过优化条件获得了较低的比接触电阻率(9．4×104Q·cm2)。(2)利用FDTD方法对光栅的周期、占空比、金属厚度等结构参数进行了优化，并通过实验验证了光栅耦合的增强效果。设计了三维金属光栅结构来进一步提高耦合效果，并对三维金属光栅结构的工艺制备进行了摸索。(3)设计了不同结构金属光栅耦合的GaN／AIGaN量子阱红外探测器，阐述了器件的工艺流

6、程并利用微纳加工技术进行TN备。通过测试分析了GaN／A1GaN量子阱红外探测器存在的问题及改进方案。关键词：Ill族氮化物紫外．红外双色欧姆接触光栅GaN／AIGaN量子阱ABSTRACTA1GaNmaterialcanbeusedfordetectionofsolarblindultravioletthroughchangingtheA1component．Atthesametime，groupIIInitridesprovidethepossibilityforintegrateddetect

7、ionofultravioletandinfrared．GaN／AIGaNquantumwells．wimadvantagesofadjustablebandoffsetupto2eVandsubbandrelaxationtimeoftheorderoffemtosecond，areconsideredamarvelouschoiceforoptoelectronicdevicesintheshort··andmid-·wavelengthinfrared，especiallyinthewaver

8、angeof3pm-5lamwhichhasaverywiderangeofapplications．However,fewreportshavebeenfoundontheoptoelectronicdevicesbasedontheIIInitridesinthiswaverange．Thereforeithasgreatresearchandapplicationvaluetodevelopthereseachonthetwo—colordetectorsbas