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随着科技的发展,紫外探测技术被广泛地应用于军事和民用领域。AlGaN日盲紫外探测器具有全固态、本征截止、工作电压小、物理化学性质稳定等优点。而且,AlGaN材料具有直接宽带隙,带隙宽度从3.4-6.2 eV连续可调,覆盖了日盲紫外波段,是制作日盲紫外探测器的理想材料。在传统的研究中,AlGaN日盲紫外探测器多采用PIN结构,虽然其暗电流低、响应速度快,适合制备与Si基读出电路混合集成的焦平面阵列。但是,由于PIN结构中,高Al组分的AlGaN材料不仅p型掺杂困难,而且掺入的受主镁原子的激活能很高,难于获得高性能p-AlGaN材料;在异质外延生长时,由于外延材料与衬底间的晶格常数和热膨胀系数差异,导致晶格失配和热失配较严重;此外,金属电极很难在p型AlGaN材料上形成良好的欧姆接触,不利于光生载流子的输运和提取等缺点。这些因素都是严重制约着其发展的根源。尽管p-GaN材料可以克服p-AlGaN材料电学性能差的缺点,并解决光生载流子的输运难问题,但是p-GaN材料在近紫外区有响应,这不符合日盲紫外探测器的要求。所以,我们提出采用背照射MIS结构制作AlGa N日盲紫外探测器,其不仅具有与PIN结构相类似的优点,而且可以避免p-AlGaN材料带来的技术瓶颈。然而,肖特基结构探测器存在内部电场低,耗尽区较窄的问题,导致其响应度和量子效率较低。本文从调节异质界面极化电场和调节光吸收区内部电场的角度,围绕提高MIS结构AlGaN日盲紫外探测器的响应度和量子效率展开研究。采用MOCVD外延生长,首先在C面蓝宝石衬底上生长高质量的AlN缓冲层。然后,在传统MIS材料结构的基础上,提出在异质界面处引入Al组分渐变的n-AlxGa1-xN薄层,调节异质界面的极化电场。同时在光吸收层内引入同Al组分的n-AlGaN薄层,调节光吸收区的内部电场,并且通过模拟与实验相结合进行验证。此外,我们还通过不同肖特基接触金属电极对比实验,优化了MIS结构器件的光电特性。研究过程取得主要成果如下:1、在传统“两步生长法”的基础上,提出中温AlN插入层法,有效阻挡了在低温缓冲层中形成的位错的继续延伸,释放应力,获得了高质量AlN模板。2、在异质界面处,生长Al组分渐变的n-AlxGa1-xN薄层,调节异质界面极化电荷密度,降低异质界面的极化电场强度,从而有效降低了器件的暗电流。与此同时,Al组分渐变层的引入也有效的释放了光吸收层的应力,提高了光吸收层AlGaN材料晶体质量。3、提出在本征光吸收层内,引入同质的n-AlGaN薄层材料,有效提高了光吸收层内部电场。而光吸收区内部电场的提高,将有助于光生载流子的运输和分离,从而改善MIS结构器件光电特性。4、通过不同肖特基接触金属电极对MIS结构器件光电特性影响的对比实验,进一步优化了MIS结构器件的光电性能,其光谱响应范围介于255-280nm之间,0V偏压下的峰值响应度为0.115A/W@270nm,相应的外量子效率达53%,紫外/可见光抑制比为103数量级;在3V反向偏压下的响应度为0.154A/W,相应的外量子效率达70.6%,其响应速度约为24μs。该论文的研究结果为克服PIN结构中高Al组分的p-AlGaN材料带来的问题奠定了基础。