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《pin結(jié)構(gòu)ganalgan基探測器的alpha粒子響應特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、研究生畢業(yè)論文（全日制專業(yè)型碩士申請學位）論文題目PIN結(jié)構(gòu)GaN/AlGaN基探測器的Alpha粒子響應特性研究學位申請人魏毅專業(yè)領域集成電路工程研究方向半導體材料與器件指導老師彭新村2016年6月18日獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本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，也不包含本人為獲得其它教育機構(gòu)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感謝。作者簽名
2、：日期：年月日關于論文使用授權的說明本學位論文作者完全了解東華理工大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定：東華理工大學有權保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學位論文在解密后也遵守此規(guī)定。作者簽名：導師簽名：日期：年月日論文答辯日期：年月日摘要畢業(yè)論文題目：PIN結(jié)構(gòu)GaN/AlGaN基探測器的Alpha粒子響應特性研究集成電路工程專
3、業(yè)2013級碩士生姓名：魏毅指導教師（姓名、職稱）：彭新村講師摘要以GaN材料為代表的第三代寬禁帶半導體材料具有耐高壓、耐高溫、強抗輻射性等優(yōu)點，這些良好的特性使其能夠應用到核輻射探測領域，采用寬禁帶半導體材料設計出新型結(jié)構(gòu)的器件對于推動半導體材料器件的發(fā)展有著積極而重要的作用。本文采用一種新型GaN/AlxGa1-xN結(jié)構(gòu)設計出PIN型核輻射探測器，首先從理論上分析了GaN/AlxGa1-xN基核輻射探測器的工作原理，然后在理論分析計算的基礎上設計出探測器結(jié)構(gòu)參數(shù)并采用Visual-TCAD仿真軟件構(gòu)建器件結(jié)構(gòu)并進行電
4、學與Alpha粒子特性仿真。電學特性仿真方面從器件的能帶結(jié)構(gòu)、正反I-V特性、電勢結(jié)構(gòu)、載流子分布等方面詳細分析探測器的機理特性。本文主要詳細研究了探測器的Alpha粒子特性，采用最常用的入射能量為5.486Mev的α粒子對探測器進行粒子特性仿真，分析結(jié)果后在理論設計方案的基礎上，對探測器P-I-N三個區(qū)域的厚度和摻雜濃度逐一進行多組數(shù)據(jù)仿真并對比進一步進行優(yōu)化，以分辨時間、能量沉積率以及電荷收集能力三個性能參數(shù)為指標綜合分析考慮不同參數(shù)設計對探測器性能的影響，結(jié)果表明窗口層和耗盡層的厚度、摻雜濃度對探測器的時間響應特性
5、以及電荷收集率影響最大，最終得到探測器最優(yōu)設計方案：厚度值P-I-N分別為0.2μm-10μm-5μm，P和N區(qū)重摻雜最優(yōu)值1018cm-3和1019cm-3，I區(qū)摻雜濃度為1013cm-3，詳細分析了各層厚度、摻雜濃度對三個性能指標產(chǎn)生的具體影響并總結(jié)出探測器設計規(guī)律。對結(jié)構(gòu)優(yōu)化后探測器從不同溫度、不同偏壓以及不同輻射源對器件性能的影響進行研究，并提出對于穿透性強的高能輻射源通過合理增加耗盡區(qū)厚度來提升探測器能量沉積率、電荷收集率。結(jié)果得到對于自然界常見的能量3-8Mev的α粒子探測的分辨時間2.65×10-11s-5
6、.71×10-11s，3-6Mev的α粒子能量沉積率達到98%以上，對于100Kev能量以下的β粒子在分辨時間2.1×10-11s-6.02×10-11s，能量沉積率達到100%。最后通過實驗得到探測器制備工藝中歐姆接觸合金設計方案以及退火方案并設計制備出光刻板實物。關鍵詞：異質(zhì)結(jié)GaN/AlxGa1-xN，Alpha粒子特性，分辨時間，能量沉積率，電荷收集能力IAbstractTHESIS：StudyontheresponsecharacteristicsofAlphaparticlesinGaN/AlGaNstruc
7、turePINbaseddetectorsSPECIALIZATION:IntegratedcircuitengineeringPOSTGRADUATE:WeiyiMENTOR:PenxincunAbstractTheGaNmaterialsastherepresentativeofthethirdgenerationwidebandgapsemiconductormaterialwiththeadvantagesofhighpressureresistance,hightemperatureresistanceandh
8、ighresistancetoradiation，theseexcellentpropertiesmakeitabletobeappliedtothefieldofnuclearradiationdetectors.Theuseofwidebandgapsemiconductormaterialstodesignan
