《背照式SAM結構AlGaN基日盲紫外雪崩光電探測器研究》是依託華中科技大學，由陳長清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：背照式SAM結構AlGaN基日盲紫外雪崩光電探測器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳長清
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
AlGaN基日盲紫外雪崩光電探測器（APD）在航空航天與高端武器平台等領域有著重要的套用前景。傳統PIN結構的AlGaN基APD，因受器件自身結構和材料質量的限制，存在雪崩增益低、倍增噪聲大等缺點。本課題擬採用吸收層與倍增層分離（SAM）的背照式APD器件結構，使光子吸收過程與光生載流子碰撞電離倍增過程在不同區域獨立進行，實現提高雪崩增益和降低倍增噪聲的目的。探索SAM結構中光生載流子輸運與雪崩倍增效應等內在物理機制，建立可靠的器件物理模型，獲得SAM結構APD的最佳設計。通過採用表面遷移增強的脈衝原子層外延生長方法和AlN/AlGaN超晶格結構，來有效降低藍寶石襯底上高Al組分AlGaN材料的缺陷密度與內在張應力，最佳化AlGaN材料體系的n型與p型摻雜技術，完善器件製備工藝，並深入研究材料與器件質量提升過程中的基本物理問題，最終實現高性能背照式SAM結構AlGaN基日盲APD的研製。
結題摘要
AlGaN基日盲紫外雪崩光電探測器（APD）在航空航天與高端武器平台等領域有著重要的套用前景。目前AlGaN基APD，因受器件自身結構和材料質量的限制，存在雪崩增益低、倍增噪聲大等缺點。本課題基於目前紫外探測中存在的材料學問題進行研究。首先通過利用脈衝原子層外延和高溫連續外延數字交替的方法，獲得了表面平均粗糙度低達0.25nm，（002）和（102）XRC半高寬分別為57.6arcsec和886arcsec的AlN薄膜。在此基礎上採用中溫插入層技術，將AlN （002）和（102）面XRC半高寬進一步改善為58arcsec和544arcsec，達到國際先進水平。其次，通過採用AlN/AlGaN超晶格技術，獲得了電學性質和光學性質較好的n-Al0.5Ga0.5N,其電子濃度高達3.23x1018cm-3，遷移率為84.6cm2/vs; 採用Si-delta摻雜和Si-In共摻的方法，對n-AlGaN晶體質量和表面形貌進行了改善。最後在前面材料生長的基礎上，製備出了AlGaN基PIN紫外探測器，該探測器在365nm處的透過率達到75%以上，零偏壓下暗電流低達10-11A，光電流峰值回響波長為250nm，峰值回響率為45mA/W，截止波長為270nm。該結果已經達到國內先進水平。
