多晶半导体三碱光电阴极厚度研究

该文利用多晶半导体三碱光电阴极量子产额公式,研究了光电阴极厚度D与光吸收系数α_T(hv)和光电子逸出深度L的关系,指出阴极厚度与光电阴极光谱响应峰值位置有关。对第一类阴极,厚度应为30nm左右。对第二类阴极则为90nm。预计可通过光电阴极光谱响应峰值位置设计光电阴极厚度。研究结果首次定量给出:随着光电子逸出深度和入射光子波长的增加,光电阴极厚度将增加。如果L在40～55nm之间,则对1.0μm敏感的阴极厚度应在120nm左右。     

表面型光电二极管光谱响应的计算

本文介绍了在应用耗尽层理论计算SnO_2/Si 异质结,表面耗尽型和激光诱导扩散P—N结型光电二极管的相对光谱响应和响应峰值时的一个简化模型.以等效“死层”厚度概括界面晶格失配、表面损伤和玷污造成的表面缺陷层深度,既简化了计算,又能较好地反映二极管的实际情况.对三种不同类型的五个样品进行计算,结果与实验相吻合.文章指出,等效“死层”越窄、耗尽层越厚以及少子寿命越长,二极管的绝对响应灵敏度越高,“死层”越窄和少子寿命越短,则等能光谱响应峰值对应的波长越短.     

线性测量系统中光电探测电路的设计

在一些线性测量系统中一个重要的环节就是光电转换,光电转换由光电探测器来实现,光电探测器的好坏直接影响到最后的实验结果,为了得到好的实验结果,必须要求设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的光电探测电路.本文就实验系统中所涉及到的光电探测电路进行研究设计,采用硅光电二极管作为光电探测器.文中分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况,并给出了实用的光电探测电路.　　1　硅光电二极管的基本特性　　1.1　基本结构和等效电路硅光电二极管的等效电路如图1所示,图中is是电流电生器,它是硅光电二极管…     

硅光电二极管在光电检测电路中的应用研究

分析了光电检测时硅光电二极管线性响应及噪声特性,给出了硅光电二极管的线性度及信噪比公式,并结合噪声En-In模型^[1],对光电二极管用于光电检测时影响电路信噪比 的因素进行了探讨。     

硅全耗尽背照式光电二极管列阵的研制

在高电阻率的N型硅衬底上制作出全耗尽背照式的光电二极管。电阻率约为15000Ω.cm的硅衬底可以得到几百微米深的耗尽区,而通过在光电二极管的正背面施加一定的偏压就可以使其工作在全耗尽背照式的模式下。背面的浅结可以得到比较好的短波响应,而相对大的耗尽宽度可以在近红外处得到比较好的响应。测试结果表明器件在偏压为30V时,1μm处的峰值响应达到0.72A/W,量子效率达90%。     

多孔硅的发光

用电化学腐蚀的方法成功地制备出多孔硅系列样品,这种材料具有室温下肉眼可见的红色发光。波段分布在550-900nm之间的带状光谱,半宽度为0.31eV,峰值波长位于700nm附近。随着测量温度的升高,发光峰位兰移,发光强度随温度的变化呈指数变化规律。实验结果表明,多孔硅的发光是局域在量子线上激子的辐射复合。     

高功率微波激励下p-n结器件响应

通过采用时域有限差分方法 (FDTD)和混合算法处理半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组 ,建立PN结半导体器件在高功率微波 (HightPowerMicrowave)激励下瞬态响应的一维模型 ,并在此基础上进行二极管功率耗散情况的分析和对微波信号响应截止频率的计算 ,从而对PN结半导体在高功率微波激励下的损伤机理进行研究 .计算表明 ,二极管功率耗散主要集中在源电压正半周峰值附近 ,器件的热击穿应发生在信号的正半周期内 ,10GHz应可视为该二极管对微波信号响应的截止频率     

多晶半导体三碱光电阴极厚度的理论研究

该文利用辐射强度指数衰减率,多晶半导体三碱光电阴极量子产额公式和光吸收系数公式,首次研究了多晶半导体三碱光电阴极的最佳厚度。结果表明:当I_a/I_0>0.4时,阴极最佳厚度D应在1000A以上,并且D随I_a/I_o上升而增加。高能光子产生的光电子出现在阴极内表面层。该文同时指出:对第一类阴极(S-20,S-20R,S-25),D应为300A左右;对第二类阴极(New S-25,Varo,LEP)则为900A。并预计可通过光电阴极光谱响应峰值位置设计光电阴极厚度。研究结果首次定量给出,随着光电子逸出深度和入射光波长增加,光电阴极厚度增加。如果光电子逸出深度在40～55nm之间,则对1.0μm敏感的阴极最佳厚度D应在1200A左右。     

水平排列硅光二极管色传感器及其特性

简要介绍水平排列硅光二极管色传感器的制作工艺，该器件波长在５００ｎｍ到６５０ｎｍ范围内有一个单调的近于线性的光谱响应。入射光波长为６００ｎｍ时，入射光强度化五个数量级，测出的波长基本不变，器件波长分辨率、最低入射光强、长时间测量的波长漂移以及波长温漂系数等特性的测量结果表明：该类色传感器已达高性能实用要求。     

高功率微波激励下p—n结器件响应

通过采用时域有限差分方法（FDTD）和混合算法处理半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组，建立PN结半导体器件在高功率微波（Hight Power Microwave）激励下瞬态响应的一维模型，并在此基础上进行二极管功率耗散情况的分析和对微波信号响应截止频率的计算，从而对PN结半导体在高功率微波激励下的损伤机理进行研究，计算表明，二极管功率耗散主要集中在源电压正半周峰值附近，器件的热击穿应发生在信号的正半周期内，10GHz应可视为该二极管对微波信号响应的截止频率。     

硅光二极管光电检测电路的研究与设计

为了满足对较微弱光信号高精度的检测要求,在详细分析了硅光二极管光电检测电路的线性响应及噪声特性的基础上,提出了对相关器件选型和电路设计形式的基本要求,并以硅光二极管探测器件DET36A及低噪声、高精度运放芯片ICL7650为例设计测试了一种可方便嵌入应用于微弱光环境下的光电检测电路。经过实验测试表明,在0.1～10 Lux低照度弱光照射下,该电路具有较好的低噪声输出特性和良好的线性响应。     

AlGaAs基光电阴极光学性质计算模型分析

为了分析不同波长响应对光电阴极结构的要求,提出适用于各类响应的AlGaAs基光电阴极的计算模型.通过宽光谱响应GaAs和窄带响应AlGaAs基光电阴极样品试验证实模型的有效性.基于该模型仿真研究AlGaAs基光电阴极组件中GaAs发射层及各子层、AlGaAs窗口层、Si₃N₄增透层的厚度与400～900 nm单波长光子吸收情况的分布关系.仿真结果表明,同一波长响应下,GaAs发射层对光电阴极吸收率的影响最大,其次是Si₃N₄增透层,而AlGaAs窗口层对吸收率的影响不明显.要得到90%以上的吸收率,在600 nm波长响应下GaAs发射层厚度应大于0.5μm, 700 nm波长响应下GaAs发射层厚度应大于0.8μm, 800 nm波长响应下GaAs发射层厚度应大于1.5μm.400～600 nm波段的光子主要在GaAs发射层表面0.2μm内被吸收,700～800 nm波段的光子主要在GaAs发射层表面0.6μm内被吸收,而850 nm以后的光子在各子层间的吸收比较均匀.该结论对不同响应AlGaAs基...     

4H-SiC紫外光光电晶体管模拟与分析

根据光电晶体管的物理机理和SiC材料参数,建立了4H-SiC紫外光电晶体管的数值模型,利用Silvco软件对其I-V特性和光谱响应等特性进行了模拟与分析;通过研究4H-SiC紫外光电晶体管不同结构尺寸下的光谱响应特性,对其各区掺杂浓度与厚度等参数进行优化设计。结果表明,优化后的光电晶体管光谱响应范围为200～380 nm,峰值波长为270 nm,相应的响应度为300A/W,而对可见-红外光的响应度均小于2 A/W,具有较高的紫外光分辨率,可以实现在较强的红外及可见光背景下有效地进行紫外光探测。     

高响应度的NMOS型栅体互连光电探测器

针对硅基光电探测响应度低的问题,设计了一款与标准CMOS工艺兼容的、可用于弱光探测的高响应度的NMOS型光电探测器(NMOS-PD).该探测器由栅体互连的NMOS管和T-well/N-well结光电二极管构成,利用光电二极管的光生伏特效应改变T阱电势,进而控制NMOS管的栅压和阈值电压,以此实现光信号的探测与倍增放大,故所设计光电探测器具有更高的光电流增益和更宽的动态范围.经理论模拟计算和优化设计,本文设计了总面积为20μm×20μm的NMOS-PD,选用整个T阱区作为光敏区域(16μm×16μm),以增加光的吸收量,所设计光电探测器经UMC 0.18μm CMOS工艺流片制备.测试结果表明,所设计探测器在400～700 nm波长范围内具有较好的响应度.采用630 nm LED作为光源,当输出光功率密度P_(opt)=5 mW/cm~2、漏源偏压V_(DS)=0.4 V时,NMOS-PD的响应度达到1 550 A/W,并实现了200 kHz的信号探测.尽管随着光强增大,光电探测器响应度逐渐降低,但整体上仍超过10~3A/W.与硅基CMOS工艺制备的传统光电探测器相比,所设计光电探测器结构不仅可在低压、低功耗下正常工作,且在弱光条件下具有极高的倍增放大能力,有望应用于弱光探测的图像传感领域.     

超Ⅱ代像增强器光电阴极成分控制原理研究

研究用光电阴极反射率预测和确定多碱阴极的厚度与成分，并用反射率和光谱响应对其进行控制。如果用５２０ｎｍ单色光源来测量反射率和光谱响应，则“超Ⅱ代像增强器”的光电阴极的厚度应约在１２０ｎｍ，即峰值ＢＭ３出现后Ｊ／Ｓｍａｘ约为６０％时。根据（Ｒｍｌ，Ｒｍ）和（Ｒｍ，Ｒｍ２）确定ｎ、ｋ值及光电流在光谱响应峰值前的稳定上升和峰值后的近似线性下降规律，可通过调节锑、钾、钠源蒸发速率控制阴极成分。     

国家“七·五”项目“自扫描光电二极管列阵”通过技术鉴定

国家“七五”科技攻关分专题项目“自扫描光电二极管列阵”90年9月21日在重庆大学通过鉴定。 自扫描光电二极管列阵,是一种新型的半导体固体图象传感器。该传感器是将光电二极管线阵、转换开关及扫描电路集成于同一硅片上构成,属于高技术产品。这类传感器可广泛用于工业自动控制中,作尺寸、位置、形状、表面缺陷等在线不接触检测,光学文字符号、图象识别,光谱能量检测,传真,摄像等应用。国防上可在导航、目标跟踪、空中侦察、卫星图片处理等方面应用。     

硅肖特基结自滤波窄带近红外光探测器的研究

窄带近红外光探测器因对特定波长有很高的灵敏度,在临床诊断、治疗设备或可穿戴的功能性监测设备等生物医学领域具有广阔的应用前景.文章基于硅基光吸收及肖特基结光生载流子收集特性的分析,首次采用Silvaco TCAD设计了光谱可调的硅/石墨烯肖特基二极管窄带近红外光探测器.利用湿法转移石墨烯电极制备了硅/石墨烯肖特基二极管,...     

用硅光电探测器研制光度计

在固体测光元件中,硅光电池比硒光电池和硫化镉光敏电阻有很多优点:线性范围宽,响应快,无光电疲劳现象,长期稳定性好。硅光电二极管测光的下限可达10~(-3)—10~(-4)L_x,线性范围10~8,响应时间短至微秒量级。硫化镉光敏电阻的相应指标比它存在百倍以上的差距,硒光电池的性能更差。在光探测应用的各个领域,硅光电器件的应用都在推广,近来,用硅光电器件作探测器的照度计、亮度计在国外已相继出现,这类仪器的优越性能几乎是众所公认的了。     

二维钙钛矿窄带光电探测器

识别光信号的波长在生物医学传感、机器视觉及图像处理等方向都有极大的应用价值。传统的方式是由光学滤波片或光谱仪对宽带光谱进行滤波或分光,再结合宽带光电探测器件检测,从而实现对波长的鉴别。但这种实现方式的成本高、系统体积大。为了解决这一问题,文中提出一种基于二维钙钛矿材料的窄带光电探测器,它无需任何额外光学元件,也能够实现对光波长的鉴别功能。该探测器的光谱响应峰在552nm处,其峰值半高宽仅为22 nm,峰值的响应度达到0.55A/W,对应的外量子效率为124%。探测器的比探测率高达3.5×10~(11) Jones,暗电流低至10~(-13)A,开光比为10~3。这种高性能的窄带探测可归因于材料内存在的自陷态激子的辅助吸收作用及各向异性的电导率对于窄带电荷收集的促进作用。     

硅光探测器紫外量子增益谱

对硅光探测器在紫外光波段的量子增益过程进行了分析,考虑到碰撞粒子的相对运动及终态的态密度分布,计算了增益谱,制作了紫外性能良好的硅光电二极管,测量了紫外谱响应,对实验测量与理论计算进行了比较,结果基本一致。