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《電子倍增apd型紅外探測器研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中文圖書分類號：TN312密級：公開UDC：38學校代碼：10005碩士學位論文MASTERALDISSERTATION論文題目：電子倍增APD型紅外探測器研究論文作者：牟桐學科：電子科學與技術指導教師：鄧軍論文提交日期:2017年4月UDC：38學校代碼：10005中文圖書分類號：TN312學號：S201402041密級：公開北京工業(yè)大學工學碩士學位論文題目：電子倍增APD型紅外探測器研究英文題目：ResearchOnElectronMultiplicationAvalanchePhotodiode論文作者：
2、牟桐學科專業(yè)：電子科學與技術研究方向：微電子學與固體電子學申請學位：工學碩士指導教師：鄧軍副教授所在單位：電子信息與控制工程學院答辯日期：2017年5月授予學位單位：北京工業(yè)大學獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：牟桐日期：
3、2017年5月22日關于論文使用授權的說明本人完全了解北京工業(yè)大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱；學校可以公布論文的全部或部分內容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。（保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定）簽名：牟桐日期：2017年5月22日導師簽名：鄧軍日期：2017年5月22日摘要摘要雪崩光電二極管由于其雪崩倍增特性受到科研領域的追捧，以其體積小、暗電流低、響應速度快等優(yōu)點廣泛應用于軍事和民用領域。本文依據(jù)雪崩倍增光電二極管器件基本理論，在器件設計過程
4、中主要考慮電場強度、雪崩增益、暗電流等特性，結合仿真模擬結果和實際外延生長經(jīng)驗優(yōu)化設計器件接觸層、電荷層、吸收層、倍增層、漸變層的厚度和摻雜情況制備得到SAGCM結構APD器件，在SAGCM-APD結構基礎上進行優(yōu)化改進InP雪崩層結構，提出使用In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As超晶格結構代替SAGCM-APDInP雪崩層以實現(xiàn)電子雪崩結構，提高帶寬增益降低過剩噪聲。研究工作主要包括以下幾個方面：（1）深入研究InP/InGaAs雪崩光電探測器結構設計基本理論概述，討論了載流子離化率的概
5、念，在以空穴離化為主導的空穴倍增型SAGCM結構的基礎上，依據(jù)碰撞離化理論和對不同材料電子-空穴離化率的研究，利用超晶格電子離化率高的特點，設計了超晶格結構的雪崩倍增區(qū)，將器件設計為以電子離化為主導的電子倍增型雪崩倍增二極管結構。（2）在傳統(tǒng)的SAGCM結構雪崩光電探測器的模型基礎上，建立了具有超晶格雪崩區(qū)的電子倍增型雪崩光電探測器理論模型。在對該模型進行了仿真分析和優(yōu)化設計的基礎上，利用金屬有機化合物化學氣相淀積（MOCVD）外延技術，對超晶格雪崩區(qū)電子倍增型雪崩光電探測器結構進行了外延生長，通過腐蝕試驗實際
6、測試實驗片各結構層的生長情況，確定實際生長結構與理論設計結構相一致。（3）探索了臺面工藝與平面工藝兩種制備工藝技術，設計制作了光刻掩膜版版圖，將平面工藝與臺面工藝集中于一套掩膜版之上。以原有InP基p-i-n型材料結構為基礎優(yōu)化流片工藝流程，優(yōu)化了工藝流程中的退火、金屬掩膜層制備和刻蝕條件，最終制備得到具有超晶格雪崩區(qū)的電子倍增型雪崩光電二極管。（4）優(yōu)化測試環(huán)節(jié)器件封裝工藝，對工藝流片所得的實驗片進行光電特性測試，針對測試結果分析并解決工藝流程存在的問題，反復優(yōu)化各項工藝參數(shù)，最終得到一套相對穩(wěn)定可重復的工藝
7、條件。將SAGCM-APD與具有超晶格結構雪崩倍增層APD進行對比，驗證超晶格結構對于提升雪崩光電二極管性能的作用。關鍵字：超晶格結構；雪崩光電二極管；結構設計；工藝優(yōu)化-I-AbstractAbstractAvalanchephotodiodeispupolaramongscientificresearchfieldbecauseofitsavalanchemultiplicationcharacteristic,andiswidelyappliedinmilitaryandcivilianfieldbeca
8、useofitsadvantagesofsmallvolume,lowdarkcurrentandfastresponsespeedetc.Undertheguidanceofbasicconceptofavalancheamplificationphotodiodedeviceandtheconsiderationofelectricfieldintensity,avalanchea
