HgCdTe光伏器件表面钝化以及MIS器件制备与分析

【摘要】： 在对HgCdTe光伏器件的表面钝化进行了综述的基础上，重点研究了HgCdTeMIS器件制备中的关键工艺、对MIS器件的性能进行了分析测试、解决了工艺中的几个关键问题(如焊接方法、电极膜种类等)。成功制备了HgCdTe MISFET器件并获得了MISFET器件输入、输出特性，确定了MISFET器件类型，对MISFET的基本参数进行了计算。主要的实验结果有： 首先，用体材料和薄膜材料制备成功HgCdTe MIS器件，经过测试得到器件平带电压在2V以内，界面电荷密度在10~(10)～10~(11)量级。 第二，对HgCdTe MIS器件衬底材料反型的原因进行了分析，认为可能是由于ZnS界面电荷密度过大，吸引了材料体内的电子到界面处而形成反型。 第三，制备的MIS器件均匀性、时间稳定性都比较好。 第四，制备成功HgCdTe MISFET器件，对器件的测试表明获得了好的输入、输出特性。拟合MISFET的转移特性曲线，经分析认为：制备器件类型为N沟道增强型MISFET。 第五，计算得出MISFET的跨导g_m为：在V_(Ds)=0.02V(非饱和区)，器件跨导为g_m=6.317×10~(-6)S；在V_(DS)=0.12V(饱和区)，器件跨导为g_m=1.184×10~(-5)S。 第六，对MISFET的漏源电导gds进行了计算得到：在V_(Ds)=0.02V(非饱和区)，V_(GS)=7V时，g_m=1.1286×10~(-3)S。 最后，对电压放大系数μ进行了计算，用理论计算和用输入、输出特性得到的电压放大倍数μ相近，最后得到的非饱和区的电压放大系数μ=5.467×10~(-3)。 【关键词】：HgCdTe MIS器件 C-V特性 表面钝化 FPA MISFET
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TN256
【目录】：

• 中文摘要2-19
• 1 绪论19-28
• 1．1 HgCdTe红外探测器19-21
• 1．2 HeCdTe红外焦平面探测器急需解决的关键工艺21-23
• 1．3 HgCdTe光伏器件的表面钝化简述23-24
• 1．4 本文的工作和意义24-27
• 参考文献27-28
• 2 光伏器件的表面钝化28-40
• 2．1 引言28
• 2．2 两种钝化膜28-32
• 2．2．1 HgCdTe表面自身钝化膜（Native Layer）29-30
• 2．2．2 HgCdTe表面的介质钝化膜（Dielect Layer）30-32
• 2．3 HgCdTe表面钝化的总结32-35
• 2．4 器件表面研究方法35-36
• 2．5 结论36-38
• 参考文献38-40
• 3 HgCdTe MIS器件的制备40-50
• 3．1 引言40
• 3．2 文献中对HgCdTe MIS器件的研究40-41
• 3．3 MIS器件的制备41-48
• 3．3．1 ZnS薄膜的制备42-44
• 3．3．1．1 射频磁控溅射镀膜系统及其原理42-43
• 3．3．1．2 ZnS薄膜的制备43-44
• 3．3．2 电极制备44-45
• 3．3．3 电极引线的焊接45-47
• 3．3．4 对表面处理的研究47-48
• 3．4 结论48-49
• 参考文献49-50
• 4 HgCdTe MIS器件的测试分析50-71
• 4．1 引言50
• 4．2 MIS器件C-V理论50-56
• 4．2．1 理想MIS器件的C-V特性50-53
• 4．2．2 实际MIS器件的C-V特性53-56
• 4．2．3 HgCdTe MIS器件的C-V特性56
• 4．3 HgCdTe MIS器件的分析测试56-67
• 4．3．1 HgCdTe MIS器件均匀性的研究57-60
• 4．3．2 In电极膜厚度对焊接成功率的影响60-62
• 4．3．3 所制备器件的时间稳定性62-65
• 4．3．4 薄膜材料和体材料的比较65-66
• 4．3．5 特殊的C-V曲线分析66-67
• 4．4 结论67-70
• 参考文献70-71
• 5 HeCdTe MISFET器件的研究71-93
• 5．1 引言71
• 5．2 MISFET的基本理论71-78
• 5．2．1 MISFET的基本结构71-72
• 5．2．2 MISFET的分类72-74
• 5．2．3 MIS场效应晶体管的直流特性74-78
• 5．2．3．1 阈值电压74
• 5．2．3．2 MISFET的电流-电压关系74-77
• 5．2．3．3 MISFET的直流特性曲线77-78
• 5．3 MISFET器件设计思路78-81
• 5．4 MISFET器件的制备81-83
• 5．4．1 MISFET器件制备的工艺流程图81
• 5．4．2 MISFET器件制备中的一些关键工艺81-83
• 5．4．2．1 光刻81-82
• 5．4．2．2 离子刻蚀技术82-83
• 5．5 MISFET器件测试83-90
• 5．5．1 MISFET器件场效应特性的测试分析83-85
• 5．5．2 MISFET器件类型的确定85-86
• 5．5．3 MISFET器件跨导g_m的计算86-88
• 5．5．4 MISFET器件漏源电导g_（ds）的计算88
• 5．5．5 MISFET器件电压放大系数μ的计算88-89
• 5．5．6 对ZnS薄膜性能的评价89-90
• 5．6 结论90-92
• 参考文献92-93
• 6 结束语93-98
• 6．1 本文的主要工作93-94
• 6．2 本文的主要结论94-96
• 6．3 下一步的工作96
• 6．4 本文的意义96-98
• 致谢98

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