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CVD金刚石紫外探测器的研究发展

发布时间:2016-10-21浏览次数:199

  近年来,由于化学气相沉积(CVD)法技术的进步,使高质量大面积金刚石膜的生长成为可能,大大促进了金刚石探测器的发展,紫外探测器也不例外。CVD金刚石膜紫外探测器的研究工作主要集中于改进生长技术、材料性能及表面处理、金属—金刚石界面电学性能、电极模式等方面。

                                 

  CVD金刚石膜的质量对紫外光探测器的影响

  CVD生长技术产生的多晶薄膜有相对较高的晶界密度和晶内缺陷,限制了器件的发展,据观察即便是参数的微小变动,如生长气体中碳氢化合物含量的变化,也会影响相纯度及样品的择优生长取向[5]。金刚石薄膜的质量对于充分利用该材料作固态探测器来说是一个限制。一般认为金刚石膜限制光导性能的主要原因是受任意分布在多晶薄膜内的晶内缺陷、杂质及晶界密度的影响。晶内的杂质或缺陷会在禁带中引入深能级,作为载流子的陷获或复合中心,严重限制器件的响应。而晶界则会散射带电载流子和声子,限制载流子的传输性能。

  众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱众所周知,CVD金刚石膜晶粒是垂直于衬底呈柱状生长的,且越远离衬底晶粒尺寸越大,相对的晶界密度越小。最上层的金刚石膜质量最好,越靠近衬底晶粒越小,晶界增多,膜的质量逐渐变坏。一般认为暗电流是由与晶界、表面层相有关的旁路效应决定的。通过对金刚石膜表面采用化学方法可将非金刚石相除去,大大减小漏电流。

  金刚石膜光导器件中普遍存在的问题是光导响应的下降时间较长,开关速度不够快。下降时间定义为关掉辐射源后,暗电流重新达到辐射前的10%所需的时间。器件在曝光结束后,暗电流经过一段时间才能达到曝光前的水平,且电流的衰减不是一个简单的指数关系,这或许是因为存在几种缺陷的深能级造成的,这种持续光电流(PPC)现象普遍存在于许多半导体中。Gonon 及Gheeraert等用热激发实验得到本征CVD金刚石的自陷级能级比导带低1.86eV。C.E.Nebel等认为这种现象主要来源于比价带高1.4eV的陷阱能级中的空穴跃迁引起的。


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