题目：背入射AlGaN p-i-n太阳光盲紫外探测器的制备与研究

AlxGa1-xN是宽禁带直接带隙半导体材料，带隙随Al组分变化从365 nm(x=0)到200 nm(x=1)可调，是制作太阳光盲紫外探测器的理想材料。背入射AlGaN p-i-n紫外探测器能在低偏或零偏压下工作，有很高的阻抗，有利于与Si读出电路互连制造成焦平面阵列探测器。本文报道了背入射AlxGa1-xN p-i-n太阳光盲紫外探测器的制备工艺，研究了其中的两个关键工艺n-AlGaN和p-GaN与金属的欧姆接触，分析了探测器的性能参数。n-Al0.42Ga0.58N与Ti/Al/Ti/Au在N2气氛下900 ℃退火30 sec后形成了欧姆接触，室温单位接触电阻RC为1.14×10-2 Ω•cm2。p-GaN与Ni/Pt在空气气氛下630 ℃退火3 min后形成了欧姆接触，室温单位接触为3.6×10-3 Ω•cm2，这是由于Ni/Pt与p-GaN接触在空气中退火界面处p-GaN空穴浓度增加从而降低有效势垒高度的原因，单位接触电阻随测试温度的升高在148 K-323 K范围内趋于呈指数下降，表明Ni/Pt与p-GaN欧姆接触的电流传输机制遵循热电子发射理论。p-GaN/p-AlGaN与Ni/Au在空气气氛下630 ℃退火3 min后形成了欧姆接触，室温单位接触电阻为0.12 Ω•cm2。采用一个创新工艺制备了p-GaN/p-AlGaN与Ni/Au的欧姆接触，在溅射沉积Ni时真空室里通入少量O2，电极接触在N2气氛下630 ℃退火3 min，这样获得的室温单位接触电阻为0.104 Ω•cm2。制备的背入射Al0.42Ga0.58N/Al0.40Ga0.60N 异质结 p-i-n探测器的理想因子n与串联电阻RS分别为3和93 Ω。器件的截止波长为290 nm。在零偏压下275 nm峰值波长处的外量子效率与探测率分别为9 %和4.98×1011 cmHz1/2W-1。最后分析了背入射Al0.42Ga0.58N/Al0.40Ga0.60N异质结p-i-n的C-V和C-f特性，以及探测器外量子效率偏低的原因。电容在低频和高频的差别可能是由于i区的高电阻率引起的。从100 Hz的1/C2-V曲线得到i层的施主浓度为6.85×1017 cm-3，如此大的浓度导致i层的少数载流子空穴的寿命和扩散长度大大地减小，器件的耗尽层在零偏压下变窄，这是外量子效率偏低的原因之一。器件的外量子效率受n型窗口透过光谱和i层吸收光谱的交叉部分影响。i区大的施主浓度和n型窗口层低的光谱透过率是限制器件外量子效率的两个主要原因。