可集成于GaN基光电探测器的SiNx/SiO2紫外波段光子晶体滤波器的设计与制备

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bosimao_wang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,日盲紫外探测器因其在国防和民用领域具有潜在的应用价值而得到广泛关注,已成为了半导体光电子器件领域内的研究热点。如何抑制日盲紫外探测器在日盲区带外的光电流响应是提高探测器信噪比的关键,虽然有些材料如Ga2O3,Al Ga N等因具有本征的日盲特性,理论上不需要额外的滤波器辅助即可实现日盲探测,但由于材料中存在不可避免的缺陷和杂质,这些由缺陷和杂质引入的能级可能会导致器件对日盲区带外光信号的响应,造成器件的带外噪声。一维光子晶体滤波器由于其具备良好的滤波特性,可以用来过滤带外的光信号。基于Si Nx/Si O2周期结构的一维光子晶体滤波器在可见盲区具有较宽的反射窗口,可以用作紫外波段滤波器,将其集成于Ga N基日盲紫外探测器背面有助于提高器件的日盲带内/带外光电信号响应抑制比。本论文围绕可集成于Ga N基日盲紫外探测器的Si Nx/Si O2滤波结构展开研究,优化了Si Nx和Si O2薄膜等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的工艺条件,对薄膜电学、光学性质与PECVD工艺参数之间的关系进行了实验探究与分析;设计并制备出一种可同时实现日盲区高透射率和可见盲区高反射率的Si Nx/Si O2一维光子晶体滤波器,与背入射式Ga N基日盲紫外探测器集成后,显著抑制了日盲带外长波长方向的光电流响应;同时还设计出双周期与三周期的Al N/Al Ga N一维光子晶体滤波器,极大拓展了滤波器可见盲区的阻带带宽。具体研究成果如下:1.系统地优化了PECVD法制备Si Nx和Si O2薄膜的生长工艺。通过调控反应气体流量、HF射频功率、腔内气压和衬底温度等工艺参数,制备了不同质量的Si Nx和Si O2薄膜,并对薄膜生长速率、BOE腐蚀速率、击穿场强、折射率(n)和消光系数(k)等性能参数进行测量,得到了生长参数与Si Nx和Si O2薄膜性能的关系图。2.设计并制备得到了高性能Si O2/Si Nx一维光子晶体滤波器。采用多模耦合光学传输矩阵方法设计了具有抗反射涂层的Si O2/Si Nx一维光子晶体滤波器,并依据优化后的Si O2/Si Nx薄膜工艺生长条件,通过PECVD制备得到该滤波器结构。结果表明,采用NH3取代传统的N2作为N源制备得到的Si O2/Si Nx一维光子晶体滤波器,在保证可见盲区的高反射率前提下,可有效提高日盲区的透射率。并通过二次离子质谱和光吸收谱等结果分析揭示了其物理机制,分析发现采用NH3作为N源制备的Si O2/Si Nx滤波器能更好地抑制Si Nx层H离子的浓度及Si ON过渡层的生成,有效地降低了Si ON对日盲紫外波段的光吸收以及Si-H键在整个紫外波段的光吸收。最终得到了在285 nm以下日盲区透射率达到80%,在285-345 nm波段反射率达到99%的高性能Si O2/Si Nx一维光子晶体紫外滤波器。并将此滤波器集成于背入射式Al Ga N光电探测器背面,其日盲带外长波长方向光响应得到明显的抑制,响应度降低两个数量级,而在日盲区光电流响应度只是略有下降,证明了此Si O2/Si Nx一维光子晶体紫外滤波器在提高日盲/可见盲区光电流响应抑制率方面具有良好效果。3.设计了一种可应用于日盲紫外探测器的多周期Al N/Al0.5Ga0.5N一维光子晶体滤波器,采用中心波长分别为285 nm、300 nm与320 nm的三个单周期一维光子晶体滤波器进行纵向叠加而成的三周期的滤波器,可实现280-340 nm波段内峰值反射率达到99%的宽阻带,是传统单周期Al N/Al Ga N光子晶体滤波器阻带宽度的2-3倍,能更进一步地提高日盲区与可见盲区的光电流响应抑制比。
其他文献
随着信息技术的高速发展,人们对于安全的要求越来越高,在这样的环境下,监控系统应运而生。摄像头的普及促使监控领域技术不断发展,智能监控系统已经被广泛应用。视频的目标检测与跟踪技术是智能监控系统的核心,也是计算机视觉、图像处理、人工智能等领域的关键技术。目前智能监控系统主要致力于实现目标的自主检测与跟踪。因此,本文对基于深度学习的目标检测技术与跟踪技术进行了研究与实现。本文基于Open CV计算机视觉
自2004年从石墨上剥离出石墨烯以来,石墨烯凭借其完美的电子结构和独特的电学特性成为了科学家们的研究热点。然而,本征石墨烯的带隙为零,这极大地限制了其在光电器件等重要领域中的实际应用。近年来,以二硫化钼(MoS_2)、二硫化钨(WS_2)等为代表的过渡金属硫化物凭借其合适的天然带隙和载流子迁移率成为了制备高性能、低功耗器件的电子、光电子器件的理想沟道材料。此外,二维材料的表面没有悬挂键,与其他材料
热交换器是化工生产中重要的设备之一。管壳式热交换器最早诞生于20世纪20年代,是各种热交换器中使用最早、最常见、结构最简单的一种。到目前为止,人们对热交换器研究的主要目的是提升热量的利用率、增强结构的合理性、降低材料的消耗量,提高设备在高压、高温、超低温环境下长周期稳定运行的能力,以及研制出不同结构形式的高效热交换器等。在如何提高热交换器运行的可靠性、稳定性,如何延长设备的使用寿命方面做的工作较少
那更康切尔银矿床是东昆仑成矿带首个勘查成型的大型独立银矿床,除勘查工作外,相关的研究工作主要集中于矿床地质特征、岩石地球化学等方面的研究。矿区广泛分布角砾岩,前人普遍感性地将其视为断裂角砾岩,或者认为存在隐爆角砾岩筒构造,但均未进行深入研究,然而这些角砾岩的构造属性、空间分布、与银矿的成矿关系,对于进一步矿床成因类型、勘查增储方向判定有重大影响。基于前人勘查与研究,依托“青海省都兰县那更康切尔沟银
在传统的安卓系统自动化测试中,主要有三种主流的方法来达到控制和测试的目的,包括通过使用uiautomator捕捉安卓操作系统的用户交互界面布局,并通过控制目标控件来实现精确控制,其次是通过命令调用安卓系统内置的应用实例来直接控制,最后是通过monkey命令来实现随机操作完成测试。但是随着测试需求不断改变和软件质量标准不断提高,这些方法都在一定程度上遇到了瓶颈。在第一个方法中大部分控件的属性会随着系
党的十九大报告提出:“我国经济已经从原来追求高速增长阶段转变为追求高质量发展阶段,我国正处于转变发展模式和增长动力,促进经济结构优化升级的关键时期。”报告指出,在我
如今,地缘政治冲突与网络空间安全问题相互渗透,以美国为首的西方发达国家凭借在网络空间治理领域的霸权地位,不断加强对俄罗斯的打压和制裁。加之,俄罗斯国内网络信息生态恶化,网络犯罪形势严峻,致使俄罗斯国家安全遭遇威胁。在此背景下,俄罗斯对相关通信法规进行了修改,并进行了防断网测试,以实现维护网络空间主权之目的。本文对俄罗斯联邦政府于2019年4月出台的主权互联网法规进行了研究。首先,从国际和国内两个层
近年来,随着中国经济大时代的转型,利率市场化和金融改革的发展,银行业面临着巨大的压力和挑战。我国传统的商业银行仍存在只追求扩张速度,强调银行市场占有率,忽视银行长久发展的情况。随着经济的发展,一些绩效管理问题逐渐凸显出来,例如:经营管理不足、人才流失迅速、风险防范意识薄弱等。因此,商业银行迫切需要采取措施,加快经营经营模式的创新和发展。一个有效实用的绩效评价体系将对于银行的业务发展和内部管理都有极
目的:本研究的重点在于探究在小鼠自然奖赏戒断后急性应激对其奖赏寻求行为所产生的影响及不同脑区神经元激活状态在此过程中的变化,寻找在急性应激过程中起关键作用的脑区进
近年来,受宏观环境、金融环境、政策环境等不利因素作用下,我国新车销售量在经多年增长后于2018年首次出现下滑,乘用车市场整体销量疲软,而2020年开年的新冠疫情对国内汽车市场形成较大冲击,汽车金融作为汽车产业链中最具价值的环节,也受到较大影响。作为较早进入汽车金融行业的互联网汽车金融平台,X公司如何突破行业困境,持续发挥其核心竞争力,逆势增长成为其需迫切解决的问题。因此,X公司汽车金融业务竞争战略