GaN基紫外探测器发展概况_刘万金

０引言紫外探测技术在军事和民用等方面应用广泛。

在军事上，导弹预警、制导、紫外通讯、生化分析等方面都有紫外探测的需求。

在民用上，如明火探测、生物医药分析、臭氧监测、海上油监、太阳照度监测、公安侦察等。

总之，紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后的又一军民两用光电探测技术。

一直以来，高灵敏紫外探测多采用对紫外敏感的光电倍增管和类似的真空器件。

紫外增强型硅光电二ＧａＮ基紫外探测器及其研究进展李向阳１，许金通１，汤英文１，李雪１，张燕１，龚海梅１，赵德刚２，杨辉２（１．中国科学院上海技术物理研究所，传感技术国家重点实验室，上海２０００８３；２．中国科学院半导体研究所，北京１０００８３）摘要：宽禁带半导体材料的研究和突破，带动了各种器件的发展和应用。

ＧａＮ基紫外探测器具有通过调整材料的配比可以调节器件响应的截止波长的优点，可以制备日盲型紫外探测器。

对ＧａＮ基宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾，重点介绍了ｐ型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等。

最后，对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展及初步获得的３２×３２紫外焦平面探测器进行了简单介绍。

关键词：紫外探测器；氮化镓；铝镓氮；紫外焦平面器件中图分类号：ＴＮ２３文献标识码：Ａ文章编号：１００７－２２７６（２００６）０３－０２７６－０５ＧａＮｂａｓｅｄｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｎｄｉｔｓｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＬＩＸｉａｎｇ!ｙａｎｇ１，ＸＵＪｉｎ!ｔｏｎｇ１，ＴＡＮＧＹｉｎｇ!ｗｅｎ１，ＬＩＸｕｅ１，ＺＨＡＮＧＹａｎ１，ＧＯＮＧＨａｉ!ｍｅｉ１，ＺＨＡＯＤｅ!ｇａｎｇ２，ＹＡＮＧＨｕｉ２（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓｏｆＴｒａｎｓｄｕｃｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｌｏｎｇｗｉｔｈｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｉｎｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙＧａＮｂａｓｅｄｗｉｄｅｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌ，ｖａｒ－ｉｏｕｓｎｅｗｄｅｖｉｃｅｓａｐｐｅａｒｅｄ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ（ＵＶ）ｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｓｍｏｓｔｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｓｏｌａｒ!ｂｌｉｎｄａｂｉｌｉｔｙ．ＲｅｖｉｅｗｗａｓｍａｄｅｏｎＧａＮｂａｓｅｄｗｉｄｅｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｄｅｖｉｃｅｓ，ｅｓｐｅ－ｃｉａｌｌｙｆｏｒｐ!ｔｙｐｅｍａｔｅｒｉａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｍｅｔａｌ!ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｃｏｎｔａｃｔ，ｍａｔｅｒｉａｌｅｔｃｈｉｎｇ，ｅｔｃ．Ｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐ－ｍｅｎｔｏｆｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｄｅｔｅｃｔｏｒｓｗａｓａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＧａＮｂａｓｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙ（ＦＰＡ）ａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ３２×３２ＵＶＦＰＡｏｂｔａｉｎｅｄｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｄｅｔｅｃｔｏｒ；ＧａＮ；ＡｌＧａＮ；ＵＶＦＰＡ收稿日期：２００５－１０－２３；修订日期：２００５－１２－２０作者简介：李向阳（１９６９－），男，山东临清人，研究员，博士，主要从事半导体光电探测器的研究工作。

GaNAlGaN基紫外探测器研究的开题报告
尊敬的评委和听众：
我要报告的是一项关于GaNAlGaN基紫外探测器研究的题目。

本次
研究旨在探究GaNAlGaN材料在紫外探测方面的性能和应用，以推动该
领域的发展。

首先介绍一下研究的背景。

随着人们对紫外光谱的深入研究，紫外
探测技术逐渐成为热门领域。

目前商用的紫外探测器主要集中在SiC和GaN两类材料上。

其中GaN具有较高的电子迁移率和较高的荧光效率，
更适合用于高灵敏度和高分辨率的紫外探测器。

本次研究将采用GaNAlGaN材料来制备紫外探测器。

GaNAlGaN具有优异的光电性能和较好的热稳定性，能够在较高温度下保持其高效率的
光电性能，具有广泛的应用前景。

通过对材料和器件的分析、测试和研究，我们可以得到以下结果：
1. 紫外探测器制备工艺：通过金薄膜热蒸镀技术和电子束光刻技术
制备GaNAlGaN紫外探测器。

2. 光电性能：了解GaNAlGaN材料和器件的光电性能，包括它们的
光谱响应、量子效率、暗电流和时间响应等指标。

3. 稳定性：测试GaNAlGaN材料和器件的高温稳定性、湿度稳定性
和辐射稳定性等性能指标。

4. 应用：探究GaNAlGaN材料和器件在低辐射计量、空气污染检测、食品卫生检测、生物医学检测等领域的应用。

总体来说，本次研究致力于探究GaNAlGaN基紫外探测器的制备、
光电性能、稳定性和应用等方面，旨在为该领域的发展做出一定的贡献。

谢谢。

GaN/AlGaN基紫外探测器研究的开题报告一、研究背景随着科学技术的发展，紫外线的应用越来越广泛。

而在紫外线检测领域，半导体紫外探测器成为了关键技术，其主要用于光通信、生物医学、环保等领域。

其中，GaN/AlGaN基紫外探测器因为具有快速响应、高灵敏度、低暗电流等优点，在紫外光检测领域得到了广泛的应用。

然而，GaN/AlGaN基紫外探测器的研究仍面临一些挑战。

例如：制备工艺的优化、量子效率的提高、暗电流的降低等问题。

因此，对GaN/AlGaN基紫外探测器进行深入地研究具有重要的意义。

本课题的研究目的是通过理论分析和实验探究，提高GaN/AlGaN基紫外探测器的性能，推动其在实际应用中的发展。

二、研究内容和方法1.研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面：(1)GaN/AlGaN基紫外探测器的制备工艺优化；(2)GaN/AlGaN基紫外探测器的光电特性测试；(3)GaN/AlGaN基紫外探测器的暗电流的降低；(4)GaN/AlGaN基紫外探测器的量子效率的提高。

2.研究方法(1)GaN/AlGaN基紫外探测器的制备工艺优化：优化制备工艺，选择最优的制备参数，以提高GaN/AlGaN基紫外探测器的光电特性。

(2)GaN/AlGaN基紫外探测器的光电特性测试：使用紫外光光源，测试GaN/AlGaN基紫外探测器的响应谱、暗电流、量子效率等光电特性。

(3)GaN/AlGaN基紫外探测器的暗电流的降低：通过优化制备工艺和选择合适的结构设计，使GaN/AlGaN基紫外探测器的暗电流降低到最小。

(4)GaN/AlGaN基紫外探测器的量子效率的提高：尝试利用多量子阱等结构，提高GaN/AlGaN基紫外探测器的量子效率。

三、预期成果通过对GaN/AlGaN基紫外探测器制备工艺和性能的深入研究，本课题预期可以达到以下成果：(1)GaN/AlGaN基紫外探测器的制备工艺得到优化，其光电特性得到明显提高；(2)GaN/AlGaN基紫外探测器的响应谱、暗电流、量子效率等性能得到详细测试和分析；(3)GaN/AlGaN基紫外探测器的暗电流得到有效降低，其性能得到进一步提升；(4)GaN/AlGaN基紫外探测器的量子效率得到提高，其性能得到进一步提升。

GaN基p-i-n紫外探测器性能研究科技在发展,探测技术也越来越先进,最先出现的红外和激光探测的科研成果已经不能满足需要。

新兴的紫外探测技术越来越受到重视,在军民两个领域均占据重要席位。

GaN基p-i-n型紫外探测器具有工作电压低,输入阻抗高,暗电流低等优势,是目前紫外探测技术发展的一个主要方向。

本论文针对GaN基p-i-n紫外探测器进行优化并分析其性能。

根据p-i-n结构的紫外探测器的工作原理,分析不同的本征i层厚度对器件性能的影响,以及不同的尺寸对器件的影响。

通过表征其结晶质量、电流电压特性、电容电压特性以及光谱响应特性,对其性能进行了详细分析。

并且将该探测器管芯加工成不同的尺寸,分别测试光电流和暗电流,计算出光暗电流比,比较分析。

本文发现紫外探测器的i-GaN层厚度的增加,能提升结晶质量。

本文中结晶质量最好的外延片i层厚度为990 nm,根据公式得到,螺位错密度和刃位错密度分别为3.6 1011 cm-2和8.8 1011 cm-2。

认为i层厚度的逐步加厚,可以降低位错密度,提高结晶质量。

针对该外延片分别进行I-V曲线分析、C-V曲线分析和光谱响应分析。

通过I-V测试得到,在反向1 V偏压下的漏电流只有0.19 pA,光电流为66 nA,相差了5个数量级,说明i层对光的有效吸收能力很强,光生载流子的产生率很高。

通过C-V曲线可以得到i层的本征掺杂浓度。

通过光谱响应测试得到,355 nm 时,光电流达到4.56 10-8 A,光谱响应度达到0.18 A/W。

说明该器件性能良好,值得继续研究。

比较并分析了不同尺寸的探测器的光电流的和暗电流的I-V曲线,分析表明随着紫外探测器芯片尺寸的增大,暗电流和光电流在相同的偏置电压下均增加。

本文实验结果中性能最好的器件在反向5 V偏压下的光暗电流比为6.1 105,该探测器的尺寸在所有样品中居中,说明选择恰当的尺寸非常必要。

gan发展现状及未来趋势分析感发展现状及未来趋势分析概述：乙醛存在于自然界中的一种有机化合物，通常作为溶剂、固化剂、合成原料及添加剂使用，被广泛应用于化工、药品、塑料、纤维、涂料等众多领域。

而乙醛的合成过程中产生的副产物，即甘醇，近年来在新能源、石化、环境等领域得到极大的关注。

本文将对甘发展现状及未来趋势进行分析。

一、甘发展现状1. 甘的应用领域扩展随着环境监管政策的加严，传统能源的替代性燃料日益受到重视，甘作为一种清洁能源具有广阔的应用前景。

目前，甘被广泛用作航空燃料、汽车燃料、锅炉燃料以及家庭燃气等替代能源的重要原料。

此外，甘还可用于制备有机化学品、合成树脂、材料科学等领域，推动了相关产业的发展。

2. 甘工艺技术成熟甘的生产工艺技术与设备已经相对成熟，主要包括压力加氢、等温反应、连续生产等。

生产过程对设备的要求相对较低，利用催化剂将乙醛加氢生成甘的工艺相对简便。

此外，较新的技术如微生物发酵法、光催化法等也在研究和实践中。

二、甘发展的未来趋势1. 技术创新的推动随着能源替代技术的发展和创新，甘的生产工艺将更加高效、环保、节能。

未来的趋势是将催化剂材料的选择与工艺条件进行优化，以提高甘的生产率和纯度，并减少能源消耗和环境污染。

2. 深加工产业链的形成推动甘产业链的形成和完善将成为未来的重要方向。

加大对甘的深加工技术研究和产业化应用，将有助于提高甘的附加值和利用率，推动甘产业的发展。

3. 提高甘的利用效率综合利用甘的能源特性，开发新型的应用领域和产品，提高甘的利用效率。

例如，将甘与其他清洁能源如氢气结合应用，可使其在贮存和运输过程中更加安全，促进可再生能源的发展。

4. 国际合作的加强在全球范围内进行甘产业的合作与交流，共同推动甘发展。

尤其是与环境友好型国家和地区加强合作，通过技术交流、政策借鉴等方式，提高全球甘产业的整体发展水平。

结论：甘作为一种具有重要应用价值的副产品，其发展前景广阔。

目前，甘在替代能源、化工、材料科学等领域得到广泛应用，并且技术成熟度较高。

航天用GaN基640×8元紫外焦平面探测器读出电路研究与设计紫外探测技术在军用、民用两方面都有极为广阔的应用前景。

近年来,随着半导体技术的飞速发展,第三代半导体技术日臻成熟,GaN基紫外探测器也得到了越来越多的关注。

GaN是直接禁带半导体,禁带宽度大、热导率高、化学稳定性好、抗辐照能力强。

通过调整GaN基三元合金化合物的掺杂元素和组分,其禁带宽度连续可调。

GaN材料因此也成为了制备紫外探测器的理想材料,GaN基紫外探测器也成为了今年来研究的热点方向。

GaN基紫外探测器具有量子效率高、成本低、体积小、抗震性好、抗辐照能力强等诸多优点。

特别是它极低的带外响应性能,使其在系统应用时无需附加滤光片,这也使得GaN基紫外探测器在综合性能指标上得以超越传统的光电倍增管、微通道板及紫外增强型CMOS传感器等紫外探测器件。

紫外焦平面探测器分为探测器阵列和读出电路两部分。

读出电路主要作用是将紫外探测器产生的光电流进行前置放大,并通过多路传输传递至片外。

同时,读出电路还需要能够为探测器提供稳定的偏压,并能够在片上进行噪声消除。

因此,读出电路的性能将直接影响到紫外焦平面探测器的性能。

在紫外探测系统中,读出电路具有极其重要的意义。

近年来,紫外探测器读出电路的相关研究成果颇为丰富,但绝大多数成果集中在新的读出方式与读出结构上。

在如何设计高性能读出电路及读出电路与探测器耦合后的性能分析方面,则少有研究。

从探测器工作原理入手,基于紫外探测器的自身性能特点,研究了紫外探测器读出电路的设计方法,设计完成了640×8元紫外探测器读出电路。

对采用该读出电路制备的紫外焦平面探测器进行了全面的测试,并对关键性能指标进行了分析讨论。

同时,为了使该电路能够满足航天应用的需求,还对读出电路的抗辐照性能进行了研究。

首先阐述了GaN基紫外焦平面探测器的工作原理和制备方法。

通过理论分析和测试结果,确定了紫外探测器的电学模型和相关的模型参数。

基于GaN的紫外探测器线列
高国龙
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2001(000)010
【摘要】@@ 美国哥达德空间飞行中心最近研制了一种基于氮化镓的紫外探测器线列,这种紫外探测器线列对大部分可见光光谱是盲目的,其截止波长为370 nm.它能在存在大量可见光辐射的情况下进行紫外光成像,而无需用大面积的挡板来抑制杂散光或者用昂贵的滤光片来阻挡可见光.该GaN探测器列阵的体积、重量及功耗比现在用于深测紫外光的光电倍增管和微道板低一个数量级,它还能够在较低的电压下工作.此外,GaN材料比较坚固,用它制备探测器比较容易.
【总页数】1页(P37)
【作者】高国龙
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
【相关文献】
1.一种用于GaN紫外探测器的前置放大器电路的分析与设计 [J], 孙茜怡;关钰
2.GaN基p-i-n和肖特基紫外探测器的响应光谱及暗电流特性 [J], 易淋凯;黄佳琳;周梅;李春燕;赵德刚
3.背照射和正照射p-i-n结构GaN紫外探测器的i-GaN和p-GaN厚度设计 [J], 周梅;李春燕;赵德刚
4.n-ZnO/i-ZnO/p-GaN异质结紫外探测器研究 [J], 张权林
5.p-GaN/Al_(0.35)Ga_(0.65)N/GaN应变量子阱肖特基紫外探测器 [J], 游达;许金通;汤英文;何政;徐运华;龚海梅
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