MgZnO紫外光探測器電路模型及MgZnO-ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG量子輸運特性研究.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代光電技術(shù)的迅速發(fā)展，對光探測系統(tǒng)的靈敏度、響應(yīng)速度和可靠性等特性提出了更高的要求，光電集成電路（Optoelectronic Integrated Circuit，OEIC）已逐漸成為光電檢測系統(tǒng)的發(fā)展方向。MgZnO基金屬-半導(dǎo)體-金屬（Metal-Semiconductor-Metal，MSM）紫外探測器作為紫外光探測系統(tǒng)的核心器件之一，建立精確、簡單的等效電路模型對于提高電路設(shè)計精度和光電集成電路的成功率有著至關(guān)重

2、要的作用，有關(guān)這方面的研究是當(dāng)前光通信和光電子器件領(lǐng)域研究的熱點課題之一。此外，基于量子阱二維電子氣(Two-dimensional Electron Gas,2DEG)的MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)MSM型探測器憑其高的量子效率、響應(yīng)速度以及光電集成性逐漸引起了研究人員的關(guān)注，但受限于材料研究的不成熟性，相關(guān)器件特性仍不理想，因此有必要對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG量子輸運特性作進一步研究。
　　論文主要工作如下:
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3、.從基本的半導(dǎo)體物理方程出發(fā)，考慮器件結(jié)構(gòu)特性的影響，建立了適于描述MgZnO基MSM紫外探測器穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性的半物理半經(jīng)驗等效電路模型。在此基礎(chǔ)上，研究了探測器內(nèi)部光電導(dǎo)增益和入射光能量對器件輸出特性的影響。研究結(jié)果表明，MgZnO MSM紫外探測器內(nèi)部光電導(dǎo)增益會引起持續(xù)光電導(dǎo)效應(yīng)，給探測器的響應(yīng)速度帶來較大的負面影響；當(dāng)入射光能量超過一定的閾值能量后，高頻、高功率下的電荷存儲效應(yīng)會導(dǎo)致探測器輸出脈沖展寬，因此需要折衷考慮入射光能量

4、和器件的外偏置電壓以使此種效應(yīng)的影響最小，進而促進探測器在高頻、大功率方面的應(yīng)用。
　　2.在對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)界面極化電荷散射研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合界面粗糙散射，提出了一種新的散射機制——極化粗糙散射（Polarization Roughness Scattering，PRS)，并很好地解釋了低溫下 MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)中載流子遷移率隨2DEG密度的變化規(guī)律。研究表明，MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)界面處的極化電荷不僅誘導(dǎo)產(chǎn)生