新型红外探测材料和结构研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 覃剑欢 |
| 答辩日期 | 2009-05-22 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 褚君浩 |
| 关键词 | C-v 双调制反射 级联双解调 光读出 Mis Insbn |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 本文工作围绕新型红外探测材料和结构的相关机理及测试方法展开，在红外探测方面，研究了MFMIS新型红外探测结构和InSbN新型红外探测材料的相关物理机理；在测试方法方面，建立了基于差分电桥和相敏检测的电容电压（C-V）特性测试仪、基于DSP的双调制反射光谱仪和光电流测试仪三套测试系统，应用于新型红外探测材料和结构的参数测量和表征。在单片式铁电薄膜红外焦平面阵列的集成工艺中，存在铁电薄膜晶化温度下读出电路的热失效问题，因而探索非接触的光读出方式成为目前器件研究中的一个重要方向。本文提出了一种以MIS结构为光读出部分，铁电薄膜为热灵敏元的MFMIS新型红外探测器结构。研究了STO MIS结构中STO/Si界面的电荷注入现象；基于等离子激元模型分析了MIS结构的绝对反射率随外加偏压的变化规律，基于低场下三次微分ER分析了MIS结构调制反射强度随外加偏压的变化规律。InSb1-xNx是近年来倍受关注的新型红外探测材料。基于样品的XRD和XPS测量结果，分析和讨论了样品在不同退火条件下的晶体损伤恢复和N激活率变化，确定最优退火条件；基于XPS结果计算了各掺杂浓度下样品中N组分分布；基于光电流实验系统对样品进行了光电流谱测试，测量结果与理论计算值较好吻合；实验室制备了InSb1-xNx二极管，进行了I-V特性和光电流谱测试，I-V结果提示了较好的P-N结特性，光电流谱结果表明，InSb1-xNx二极管探测特征响应波长与理论计算值相符。建立了基于差分电桥和相敏检测的电容电压（C-V）特性测试仪，以锁相放大器Model 7225作为信号发生源和相敏检测核心，以C51单片机作为核心的控制单元。设计了一套双光路双调制反射光谱仪。提出了一种新的级联双频率解调算法，并基于TI TMS320C6701 DSP芯片 和Xilinx Spartan-3A XC3S400 FPGA芯片实现级联双解调电路设计。搭建了一套光电流测试系统，应用于各N掺杂浓度的InSbN样品光电流测试中，为研究新型探测材料InSbN中N掺杂对InSb禁带宽度的调制作用提供了实验装置。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5046]  |
| 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 | 覃剑欢. 新型红外探测材料和结构研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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