研究目的
对用于气体或液体监测光谱应用的大面积碳化硅基紫外传感器进行特性分析,重点关注暗电流密度、响应度、可见光盲区、开关时间以及温度效应等性能指标。
研究成果
大面积碳化硅光电探测器表现出优异性能,具有低暗电流、高响应度、可见光盲区及快速开关特性,适用于环境和火山学领域的便携式光谱系统。研究重点突出了270-320纳米波段内的温度稳定性,并对未来界面态相关研究提出了建议。
研究不足
势垒高度的不均匀性可能影响性能;由于界面态的存在,低温波长下的温度效应表现不规则;对于电荷俘获现象等某些方面还需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及制备大面积碳化硅肖特基光电探测器并表征其电学与光学特性。采用标准半导体表征技术,包括电流-电压测量、响应度光谱分析及动态响应测试。
2:样品选择与数据来源:
器件制备于具有特定掺杂浓度和几何结构的n型4H-SiC外延层上。数据通过控温晶圆级测量采集获得。
3:实验设备与材料清单:
设备包含温控探针台、半导体参数分析仪(安捷伦4155C)、氙灯、单色仪(CVI/Digikrom DK240)、光纤、功率计(奥西普-奥普托尼克斯)、氦镉激光器、声光调制器(ISOMET 1211-350)、数字驱动器(223 A-1)及示波器(泰克DPO 7104C)。材料包括用于接触的镍薄膜和SiC衬底。
4:0)、光纤、功率计(奥西普-奥普托尼克斯)、氦镉激光器、声光调制器(ISOMET 1211-350)、数字驱动器(223 A-1)及示波器(泰克DPO 7104C)。材料包括用于接触的镍薄膜和SiC衬底。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:制备过程包含镍薄膜溅射、光刻、刻蚀及退火工艺。电学表征通过暗态及变温条件下的IV曲线测量实现;光学表征采用单色光测量响应度光谱,并利用调制光源进行动态响应测试。
5:数据分析方法:
采用热电子发射理论提取势垒高度与理想因子,响应度与开关时间计算则使用标准方法。
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获取完整内容-
semiconductor parameter analyzer
4155C
Agilent
Used for measuring current-voltage characteristics of the detectors.
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oscilloscope
DPO 7104C
Tektronix
Used to read the output signal from the detector in dynamic conditions.
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monochromator
DK240
CVI/Digikrom
Used to select specific wavelengths from a wide spectrum source for optical measurements.
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power meter
Ophir-Optronics
Used to calibrate the optical apparatus by measuring power.
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acoustic optical modulator
1211-350
ISOMET
Used to modulate light for dynamic optical measurements.
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digital driver
223 A-1
ISOMET
Drives the acoustic optical modulator.
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