设计了一款320×256元抗辐射日盲紫外焦平面阵列探测器, 重点针对探测器的读出电路版图、积分开关偏置点、探测器芯片外延结构及器件工艺开展了抗辐射加固设计。对加固样品开展了γ总剂量和中子辐照试验和测试, 试验结果表明样品的抗电离辐照总剂量达到150krad(Si), 抗中子辐照注量达到1×1013n/cm2(等效1MeV中子), 验证了抗辐射加固措施的有效性。

结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况, 分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点, 讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上, 提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术, 生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料, 并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件, 结果显示, 其光谱响应范围为255~280nm, 位于日盲波段, 0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%), 有效像元数大于99.2%, 响应非均匀性小于3.36%。

太赫兹波成像技术在人体安检、医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。文中面向高速、高灵敏度和便携式太赫兹成像应用需求, 设计实现了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管自混频检测机制的太赫兹焦平面成像传感器。该焦平面成像传感器由探测器阵列芯片和CMOS读出电路通过倒装互连实现, 阵列规模达到32×32。探测器阵列中具有对管差分功能的像元设计通过提高探测器的电压响应度和抑制共模电压噪声, 提高了焦平面成像的灵敏度。焦平面成像传感器的输出模拟信号通过片外的模数转换(ADC)芯片转化为数字信号, 由现场可编程门阵列(FPGA)采集后通过Camera Link图像数据与通信接口发送到计算机。利用该焦平面成像传感器, 演示实现了太赫兹光斑、太赫兹干涉环和太赫兹光照下的旋转塑料叶片的视频成像, 帧频达到30 Hz。

对p-GaN/Ni/Au欧姆接触特性与Ni金属层厚度之间的相关性进行了对比实验研究, 利用XRD衍射结果与表面金相显微分析手段对Ni/Au双层金属电极在合金退火过程中的行为特性进行了细致探讨。分析结果表明: 在Ni/Au电极结构中, 由双层互扩散机制与NiO氧化反应机理决定, Ni层与Au层之间的厚度比率对p型GaN欧姆接触特性的优劣有重要影响, 在Ni、Au层厚度相当时可获得最佳的p型欧姆接触。

对日盲 AlGaN光电探测器的光谱响应特性进行了仿真模拟，并将仿真结果与实测数据进行了比较分析，发现差异来自 AlGaN材料的带尾效应。利用无 p型层的材料透过率数据提取了器件吸收层截止波长附近的光吸收系数，并使用带尾吸收模型对测得的光吸收系数进行拟合，得到了 AlGaN材料吸收带尾特征参数αg、EUrbach分别为 2.2×104 cm－1、0.027 eV，补充和修正了 AlGaN材料带内外光吸收模型，经验证使用该模型的仿真结果与实测结果具有很好的一致性。

介绍了两类主要的紫外图像传感器技术的最新研究进展, 根据其特点对它们在特定紫外成像应用需求中的优势和不足进行了简要分析, 最后对这些紫外图像传感器技术的未来发展进行了展望。

采用Ti/Al/Ti/Au多层金属电极对高Al组分nAlxGa1-xN(x=0.6)欧姆接触的制备进行了研究, 通过优化Ti接触层厚度以及合金退火条件, 获得了较低的比接触电阻率(5.67×10-5Ω·cm2)。研究证实, Ti接触层厚度对欧姆接触特性有着重要影响, 同时发现, 高低温两步退火方式之所以能够改善欧姆接触特性的本质是与Al3Ti及TiN各自的生成条件直接相关, 即低温利于生成Al3Ti, 高温利于生成TiN, 而这对n型欧姆接触的有效形成至关重要。