非致冷红外探测材料InGaAs的生长和性质研究

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1、缪国庆博’b学位沦义中文摘要摘要非致冷红外探if,0器及其列阵是近年红外探测器发展的一个新趋势。III—V族InGaAs半导体材料特别是与InP衬底匹配的Ino玎Gao47As已经表明它是用于0．9um—l7u112近红外波段的一种首选的非致冷红外探测器材料。[nGaAs红外探测器及其焦平面列阵主要应用在成像和光谱两方面。本沧文采用白行研制的LPMOCVD系统生长了In、GahAs／InP材料，详细研究LPMOCVD生长条件划Inoj30ao47As材料性质的影响，并且对材料性质进行了表征研究。实

2、验表明：生长温度是一个重要的生氏参数，它对外延层的表面形貌、组分、结晶质量、迁移率、载流二芦浓度有着很大影响。在生长温度为630℃一650。C，能够得到岛质量的inoj3Gao47As材料。V4【ll比对外延层的表面形貌有较大影ll向'增大V／[1I比有利于提高材料的结晶质量：随着V／lll比增加，迁移率升高：本征城流子浓度随着V／II[比减少而降+曩：AsH-和PH；转换时叫在10秒刮30秒之川司‘以获得质量较好的InGaAs外延层；在[nP缓7『=}l层厚度为0．2uITl时迁移率达到最大，载

3、流子浓度达到最低。本文研究了7匕长条件对lnGaAs室温和低温(10K)光致发光谱的影响。在生k编I废为550。C时，InGaAs的1OK光致发光谱是由两个峰组成，在_二艮温度为630C和650℃II·t，样品的光毁发光谱中变为只有一个峰，而且在650℃发光强度比630℃强，发光谱的半峰宽也是650℃最窄。当生长温度到达680。C时，光致发光潜变成由两个峰组成。讨论Inoj3Gao47As／[nP的变激发强度和变温光致发光谱，引算了不同温度下的Ino53Gao。7As光致发光谱峰值能量。本文研究了

4、生K条件对InOaAs微区拉曼散刺光谱的影Ⅱm在拉曼散射中出现的FLA峰，标志有序利无序程度不同。测量了In”53Gao4。As／lnP材料的变温拉曼散射曙，从拉曼谱中得GaAs的LO的偏移计算了不同温度下In(嘲Ga(¨7As外延层所受到的应力。最后，采用LPMOCVD技术制备InGaAs红外焦平面列阵器件结构材料，对器件结构材料进行了表征。关键词：金属有机化学气相淀积铟镓砷光致发光拉曼散射红外探测器竺里昼望!：兰些丝苎；堇丝堡竺盐堡塑塑塑!!!!坐塑生．【三塑生堕业兰三Investigatio

5、nonGrowthandCharacterizationofInGaAsforUncooledInfraredDetectorandFocusPlaneArrayMiaoGuoqing(CondensedStatePhysics)DirectedbyProfessorJinYixinAbstractUncooledinffareddetectorsandarraysareoneofthemostimportantdevelopmentsintheinfrareddetection．InxGal．x

6、Asternaryalloyhasbeenofgreatinterestforshortwavelengthinfrareddetectorapplication．Thex=0．53InxGal．xAsalio)rislattice·matchedtoInPsubstrateandcoversthewavelengthrangefrom0．9to1．7HITI．Atpresent，InGaAsisbecomingthebestchoiceforroomtemperatureoperationint

7、he1-3nmspectrumTheimagingandspectroscopyarethemajorapplicationsofInGaAsfocalplanearra3’．Inthisthesis、InxOal．xAs／InPheterostructurewasgrownbylowpressuremetalorganicchemicalvapordeposition(LPMOCVD)technique．TheLPMOCVDsystemwasmadebyourgroup．Thegrowthand

8、characterizationofIno53Ga()47Asternaryalloywerestudiedindetail．Theexperimentsshow：Growthtemperatureisoneofthekeygrowthparameterbywhichthesurfacemorphology．alloycomposition，crystallinequality，mobilityandcarrierconcentrationareinfluenced．Thehigh