GaN基紫外光探测器的研究进展

相对于其他类型的探测器,GaN基紫外光探测器具有很多优点.本文主要介绍了近几年GaN基紫外光探测器的发展,并对各种结构形式进行了比较.     

GaN基量子阱红外探测器的设计

为了实现GaN基量子阱红外探测器,利用自洽的薛定谔一泊松方法对GaN基多量子阱结构的能带结构进行了研究。考虑了GaN基材料中的自发极化和压电极化效应,通过设计适当的量子阱结构,利用自发极化和压电极化的互补作用,设计出了极化匹配的GaN基量子阱红外探测器,为下一步实现GaN基量子阱红外探测器做好了准备。     

GaN基半导体太阳盲区紫外探测器研究进展

基于半导体紫外光探测器的基本类型，在对半导体紫外探测器的研发历史进行简要回顾的同时，综述了各种形式GaN基紫外探测器的研究开发现状，并报道了GaN基宽带半导体太阳盲区紫外光探测器研究新进展。     

GaN基紫外探测器

随着GaN基紫外材料的日益成熟，GaN基紫外探测器发展迅速，被认为是和发光二极管、激光器同样重要的器件。本文讨论了紫外探测的意义，介绍了国内外近期研制的各种器件结构的GaN基紫外探测器和紫外焦平面。     

GaN基短波光电器件的研究进展

介绍了GaN基发光器件、电子器件以及GaN基紫外光(UV)探测器的研制和发展概况,描述了GaN基短波光电器件的研究进展并对其应用前景进行了展望。     

GaN基紫外探测器发展概况

基于宽禁带半导体材料的GaN基紫外探测器由于具有探测波长可调、工艺兼容性好、结构可多型化等优点,已成为近年来的研究热点。介绍了四种不同结构类型的紫外探测器:光导型、肖特基势垒、金属-半导体-金属、p-i-n结,并回顾了GaN基紫外探测器的的研究历程。     

GaN基紫外光电探测器的材料制备及器件优化研究进展(续)

5 新型GaN基紫外探测器 近年来,利用GaN异质结场效应晶体管的二维电子气(2DEG)易受表面态控制的特征而兴起的GaN基HEMT探测器,其所具有的灵敏度高、响应速度快、适于极端环境等优点,为实现高性能光电探测器提供了新思路[107].此外,光电器件中的表面等离激元和表面声波(surface acoustic wave,SAW)等[108]与光子间耦合振荡导致的局部势场增强和散射效应,有效增加了探测器的光谱响应,逐渐成为探索具有高响应度、高探测率GaN光电探测器的研究热点方向.     

剥离技术在GaN基紫外图像传感器中的应用

采用剥离技术,实现了GaN基紫外探测器件与硅读出电路的倒焊对接,对提高GaN基紫外图像传感器的电学特性起到了重要的作用.介绍了剥离技术的原理,实验结果分析及应用.     

GaN基紫外探测器及其研究进展

宽禁带半导体材料的研究和突破,带动了各种器件的发展和应用。GaN基紫外探测器具有通过调整材料的配比可以调节器件响应的截止波长的优点,可以制备日盲型紫外探测器。对GaN基宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了p型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等。最后,对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展及初步获得的32×32紫外焦平面探测器进行了简单介绍。     

可见光对GaN基紫外焦平面读出电路的影响

GaN材料对可见光是透明的,而Si材料可以吸收可见光。在面阵GaN基紫外焦平面中,GaN探测器与Si读出电路通过铟柱倒焊互连,可见光可穿过GaN材料而被Si材料吸收。研究了可见光对于GaN基紫外焦平面读出电路影响的机制,并提出了通过在电路中覆盖铝层的方法减小可见光的影响,最后用实验证实了此方法对于抑制可见光干扰的影响的有效性。     

GaN基紫外探测器的电子辐照效应

用能量为0.8 MeV的电子对非故意掺杂的GaN材料进行了辐照,光致发光谱（PL谱）表明,辐照使PL谱的强度随电子注量依次降低,且主发光峰蓝移,在注量较高时,在3.36 eV附近,出现新的发光峰。制备了SiN/GaN的MIS结构,并对其进行电子辐照,通过测量C-V曲线计算得到SiN/GaN之间的界面态随着电子辐照注量的增加而增加。制备了GaN基p-i-n 结构可见盲正照射紫外探测器并进行电子辐照,测量了辐照前后器件的I-V曲线和光谱响应曲线。实验表明,小注量的电子辐照对器件的反向暗电流影响不大,当电子注量≥5×10¹⁶ n/cm²时才使器件的暗电流增大一个数量级。辐照前后器件的光谱响应曲线表明,电子辐照对器件的响应率没有产生明显的影响。利用GaN材料和MIS结构的辐照效应分析了器件的辐照失效机理。     

GaN基光电子材料及器件的研究

GaN材料是性能优越的化合物半导体,与其相关的合金材料可以制作出高亮度蓝光、绿光发光二极管、紫外探测器、半导体蓝色激光器(LD)等具有重要应用价值的光电子器件,因而备受重视,本文综述了GaN基光电子器件研究开发现状及其应用前景。     

全固态高灵敏紫外探测器技术的研究进展

全固态高灵敏度的半导体紫外探测器性能优越,在多个领域有着广泛的应用需求。文章简要综述了该类技术的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

GaN基材料半导体激光器综述

叙述了激光器材料的发展,回顾了GaN薄膜制备的几个技术进展,总结了GaN基材料激光器(LDs)的发展历程。     

New Charge Carrier Transport-Assisting Paths in Ultra-Long GaN Microwire UV Photodetector

GaN-based materials are the hottest research topic in UV photodetectors (PDs) because of their low operating voltage, small volume, long lifetime, high-temperature resistance, and low energy consumption. However, there are still fundamental issues to be overcome, and the most important issue is to get a photoconductive gain. In this paper, the following new approaches are provided to innovatively improve the photoconductive gain of UV PDs in GaN-based materials. First, the aspect ratio of the 1D GaN microwire (MW) structure is dramatically improved by analyzing the pulse growth mechanism using the metal-organic vapor deposition system. Second, the comprehensive strain behavior in the MW epitaxial growth system is successfully analyzed. Third, the fabricated metal-semiconductor-metal-based MW UV PD shows photoresponsivity and sensitivity of 28.365 A W⁻¹ and 93.16%, respectively, at the −2 V bias, which significantly outperforms the conventional structures in the UV region. Finally, a trap-assisted Poole–Frenkel effect-based energy bandgap mechanism, that allows the defect level formed by lattice mismatch between the substrate and GaN to be used as an electron carrier path, is newly defined. This study will present the direction of future UV PDs by providing a new MW structure based on GaN materials, a third-generation semiconductor.     

宽禁带GaN基半导体激光器进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体是20世纪末研究最活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管和激光器一出现即以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体激光器的市场需求、蓝宝石基片上生长的氮化镓基激光器的研制和发展概况以及近期研究热点作了扼要介绍。     

氮化镓功率半导体器件技术

作为第三代半导体材料的典型代表,宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能,是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料,在民用和军事领域具有广阔的应用前景。随着GaN技术的进步,特别是大直径硅(Si)基GaN外延技术的逐步成熟并商用化,GaN功率半导体技术有望成为高性能低成本功率技术解决方案,从而受到国际著名半导体厂商和研究单位的关注。总结了GaN功率半导体器件的最新研究,并对GaN功率器件发展所涉及的器件击穿机理与耐压优化、器件物理与模型、电流崩塌效应、工艺技术以及材料发展等问题进行了分析与概述。     

高亮度GaN基蓝色LED的研究进展

超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命，它是目前全球半导体领域研究和投资的特点。本文综合分析了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术，并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了展望。