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大面积碳化硅紫外可见盲雪崩光电二极管

时间:2021-06-01 01:22
本文摘要:河北省半导体材料研究室报道了一种大规模800μm直径的4H-多型碳碳复合材料(SiC)紫外线(UV)山崩光电二极管(APD),其具有高增益(106),低量子效率(81.5%)和低暗电流抗压强度,紫外线/红外感应诱发于多约103。在本科学研究中,第一次用以星形温度光致抗蚀剂转往技术性来造成光洁的斜坡外壁,其诱发溢电流量并避免 太早的边沿透过。

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河北省半导体材料研究室报道了一种大规模800μm直径的4H-多型碳碳复合材料(SiC)紫外线(UV)山崩光电二极管(APD),其具有高增益(106),低量子效率(81.5%)和低暗电流抗压强度,紫外线/红外感应诱发于多约103。在本科学研究中,第一次用以星形温度光致抗蚀剂转往技术性来造成光洁的斜坡外壁,其诱发溢电流量并避免 太早的边沿透过。紫外线检验在天文学,通讯和生物化学剖析上都是有广泛的运用于;在莹光试验和火苗中也不容易起飞出有UV线;国防警示和制导系统能够用以由此可见盲的紫外光传感器来推动或追踪导弹羽流。在目前的SiCUVAPD中,当其在较小的偏位偏压下不会有大的暗电流和太早透过的难题。

这促使现阶段典型性的SiCUVAPD直径允许在250μm下列,降低了检验敏感度。科学研究工作人员将其科学研究出带的这类大规模SiCUVAPD机器设备看作轻便,欠缺且划算的光学大幅度提高管的潜在性代替品。

如图所示1,外延性构造由3μm重掺加p型(p+),0.5μm重掺加n型大幅度提高(n-),0.2μmn正电荷,0.5μmn-导电性和0.3μmn+了解层组成。图1:(a)4H-SiCAPD的示意性截面构造;(b)光刻技术转往技术性的温度转变和800μm直径4H-SiCAPD的斜坡橱柜台面和(插图)顶视图相片。其生产制造刚开始于电感器藕合等离子技术(ICP)橱柜台面转印纸。

期间,橱柜台面弯折以避免 边沿穿透效应;作为橱柜台面转印纸的厚光刻技术经转往加工工艺,在其中芯片以5℃/分鐘的速度从90℃加重至145℃。可转变的温度获得一个光洁的斜坡,这有别于145°C的同样温度转往三十秒,那般不容易导致锯齿状表层。而锯齿状表层不容易降低暗电流,导致太早透过。

其缘故科学研究工作人员明确指出,同样温度转往不容易造成不分布均匀的热场,光致抗蚀剂的界面张力和转往速率不容易再次出现室内空间转变,进而造成认真观察到的粗糙度。根据精确测量,星形温度转往生产制造的APD可在156V周边保持一致的高透过值,但用以同样温度转往造成的APD的精确测量值在100-150V范畴内发生变化。

更进一步的生产制造阶段还包含运用于200nm热金属氧化物和100nm等离子技术加强有机化学液相堆积(PECVD)氮化硅浸蚀,ICP和滑有机化学了解转印纸,镍/钛/铝/金金属材料接触点的离子束制冷,及其850°C中金属材料了解在N2中热处理工艺三分钟。这时顺利完成的设备直径为800μm,橱柜台面倾斜角超过8°。根据140V和150V偏位偏压的暗电流精确测量,科学研究工作人员寻找电流量是二次不尽相同直径,强调根据边沿情况的体泄露而不是表层泄露。

针对800μm直径元器件,针对较低偏位偏压,暗电流为1pA(0.2nA/cm2)。图2下图,针对365nm紫外光,加倍增益因素高达106,高达了10V偏位偏压下的“企业增益”值。在氙气灯下,在274nm光波长下,具有140V偏位偏压(4.2增益)的呼吁最高值为0.18A/W,适度的外量子效率推算出来为81.5%。

在274nm和400nm处的呼吁比,UV/红外感应诱发比低于103。图2:800μm直径4H-SiCAPD的紫外线检验特性:(a)电流量-工作电压精确测量和推算出来的加倍增益;(b)相匹配于140V偏移电压下的企业增益的光谱仪呼吁。直径为800μm的元器件的增益,量子效率和暗电流特性与超过300μm的APD十分。


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