长波量子阱红外探测器研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭方敏 |
| 答辩日期 | 2006-06-09 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陆卫 |
| 关键词 | 甚长波（vlw） 量子阱红外探测器（qwip） 响应波长 暗电流 光耦合 光栅 台面 光敏元 热传导 模拟优化 积分时间 探测率 平均噪声电压 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 量子阱红外探测器（QWIP）具有阻抗高，响应速度快、低功率耗散，成品率高、价格低、特别是材料与器件工艺的成熟性，使得它非常适合于大规模焦平面（FPA）的制作。QWIP在低温时表现出优质的材料特性，具有非常低的缺陷密度，在甚长波（VLWIR）红外焦平面的阵列尺寸、均匀性和系统成本方面呈现出比HgCdTe更具特色的优势，更加具备中波至长波范围的多色能力。本论文在8~9mm 64X64、128X1元长波QWIP FPA（77K）的基础上，研究了工作温度更低（45K）的、响应峰位在15mm的GaAs/AlGaAs甚长波QWIP，主要内容如下： 1、 研究GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs甚长波多量子阱红外探测器，分析了材料组成、组分，阱宽、垒厚及其掺杂浓度的变化对甚长波QWIP的响应波长、暗电流及其相关性能的影响。 2、 由于导带中子带间跃迁的选择定则决定了n型GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器对正入射光不吸收。研究了甚长波QWIP的光耦合形式，光栅尺寸及其工艺条件的变化对甚长波QWIP性能的影响。 3、 研究甚长波QWIP器件工艺。研究了光刻条件、刻蚀条件变化对器件的光栅、台面尺寸的变化。研究了适合于甚长波QWIP的电极形成、划片和封装条件等，从而获得较好的甚长波QWIP量子效率和器件性能。 4、 应用有限元分析软件研究甚长波QWIP与信号读出集成电路（ROIC）的封装条件，模拟优化QWIP与ROIC互连的热力耦合场和甚长波QWIP的热传导分析，获得甚长波QWIP和ROIC各自处在正常工作温度点，保持30K温差的封装依据，并且获得相应的实验结果。 5、 研究得到的甚长波QWIP峰值响应波长典型值为15um，GaAs/AlGaAs QWIP的单元电流响应率（45K）R=4.65X10的负2（A/W），黑体探测率Dl*=3.78X10的9次方（cm·Hz1/2/W），黑体单色探测率Dl*=3.11X10的10次方（cm·Hz1/2/W）。在国内首次完成了具有成像功能的甚长波QWIP。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4448]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭方敏. 长波量子阱红外探测器研究[D]. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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