中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室,上海,200083
在混合式焦平面阵列中,探测器和读出电路的耦合通过输入级电路实现.为分析输入电路对探测器-放大器系统性能的影响,用分立元件设计制作了一个三级的前置放大器并进行了模拟实验,实验表明放大器输入级噪声是造成探测器信噪比下降的主要因素,应用中应该选用具有特定噪声性能的放大器与探测器匹配.研究了焦平面中常用的直接注入(DI)和电容反馈放大电路(CTIA)与探测器耦合时在噪声、输入阻抗、工作点匹配等方面应具备的条件.提出了临界输入阻抗的概念,实验表明,当电路的输入阻抗低于此临界值时(对于GaN p-i-n光伏探测器来说约为106Ω),焦平面才能获得较高的注入效率.
焦平面 输入电路 直接注入 电容反馈放大电路
1 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083??br>
快照模式焦平面读出电路的单元电路一般包括前置放大器、采样保持电路、多路开关传输器和缓冲跟随器.在有限的单元面积内完成较高性能的单元电路设计是快照模式焦平面读出电路的难点.考虑到积分电容、采样保持电容、运放补偿电容占据了CMOS电路版图中较多的面积,通过分析计算读出电路各级噪声以及电路总的输出噪声,探讨了上述各种电容对于电路噪声的影响.考虑到紫外探测器的特点,同时在固定其他设计参数的基础上,通过调整电容面积的分配比例,计算了电路可以得到最佳噪声水平的电容大小.结果表明,在目前的工艺和版图限制等条件下,在上述三种电容分别取1.1、0.4、1.2pF时,输出端噪声电压为最小,达172μV.
读出电路 紫外焦平面 噪声 CMOS
中国科学院,上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
利用金属有机化学气相沉积生长的非故意掺杂GaN单晶制备了金属-半导体-金属交叉指型肖特基紫外探测器.用肖特基势垒的热电子发射理论研究了低真空下不同热退火条件对器件伏安特性的影响.Au-GaN肖特基势垒由退火前的0.36 eV升高到400℃0.5 h的0.57 eV,退火延长为1 h势垒反而开始下降.分析结果表明:由工艺造成的填隙Au原子引入的缺陷是器件势垒偏低的主要原因,Au填充N空位形成了施主型杂质是退火后势垒升高的主要原因.
GaN金属-半导体-金属 伏安特性 退火 肖特基势垒 GaN metal-semiconductor-metal I-V characterization Annealing Schottky barrier
中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
在非故意掺杂的和掺Si的GaN薄膜上蒸镀Ti(24 nm)/Al(nm)薄膜,氮气环境下400～800℃范围内进行退火.实验结果表明,在非故意掺杂的样品上,随退火温度的升高,肖特基势垒高度下降,理想因子升高,表面状况逐渐变差,600℃退火形成较低接触电阻的欧姆接触,比接触电阻率为3.03×10-4Ω cm2,而载流子浓度为5.88×1018cm-3的掺Si的样品未退火就形成欧姆接触,比接触电阻可达到4.03×10-4Ω cm2.
传输线模型 肖特基势垒高度 比接触电阻 隧穿电流 Transmission line model Schottky barrier height Specific contact resistance Tunneling current
