InGaN紫外探测器的制备与性能研究

介绍了InGaN紫外探测器的研制过程,并给出了器件的性能。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延材料,通过刻蚀、钝化、欧姆接触电极等工艺,制作了正照射单元In0.09Ga0.91N紫外探测芯片。并对该芯片进行了I-V特性、响应光谱等测试,得到芯片的暗电流Id为1.00×10-12 A,零偏压电阻R0为1.20×109Ω。该紫外探测器在360~390nm范围内有较高的响应度,峰值响应率在378nm波长处达到0.15A/W,在考虑表面反射时,内量子效率达到60%;优质因子R0A为3.4×106Ω·cm2,对应的探测率D*=2.18×1012 cm·Hz1/2·W-1。     

高性能背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

研究了GaN/AlGaN异质结背照式P-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能.GaN/MGaN外延材料采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长,衬底为双面抛光的蓝宝石,缓冲层为AiN,n型层采用厚度为0.8 μm的Si掺杂Al0.3Ga0.7形成窗口层,i型层为0.18 μm的非故意掺杂的GaN,P型层为0.15 μm的Mg掺杂GaN.采用C12、Ar和BCl3感应耦合等离子体刻蚀定义台面,光敏面面积为1.96×10-3cm2.可见盲紫外探测器展示了窄的紫外响应波段,响应区域为310-365 nm,在360 nm处响应率最大,为0.21 A/W,在考虑表面反射时,内量子效率达到82%;优质因子R0A为2.00×108 Ω·cm2,对应的探测率D*=2.31×1013·Hz1/2·W-1;且零偏压下的暗电流为5.20×10-13A.     

基于SnS2/InSe异质结的高性能宽带光电探测器(英文)

我们报道了一种基于SnS₂/InSe垂直异质结的宽带光电探测器,其光谱范围为365-965 nm。其中,InSe作为光吸收层,有效扩展了光谱范围,SnS₂作为传输层,与InSe形成异质结,促进了电子-空穴对的分离,增强了光响应。该光电探测器在365 nm下具有813 A/W的响应度。并且,在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度,1.3×10⁵%的外量子效率,3.17×10¹² Jones的比探测率,以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。     

基于金属-半导体-金属结构的Bi2Te3室温高响应率太赫兹探测器

基于二维拓扑绝缘体Bi_2Te_3材料利用微纳工艺制备了金属-拓扑绝缘体-金属(MTM)结构的太赫兹光电探测器.器件在0. 022 THz的响应率可达2×10~3A/W,噪声等效功率(NEP)低于7. 5×10~(-15)W/Hz~(1/2),探测率D~*高于1.62×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 166 THz的响应率可达281. 6 A/W,NEP低于5. 18×10~(-14)W/Hz~(1/2),D~*高于2. 2×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 332 THz的响应率可达7. 74 A/W,NEP低于1. 75×10~(-12)W/Hz~(1/2),D~*高于6. 7×10~8cm·Hz~(1/2)/W;同时器件在太赫兹波段具有小的时间常数(7～8μs).该项工作突破了传统光子探测的带间跃迁,实现了可室温工作、高响应率、高速响应以及高灵敏度的太赫兹探测器件.     

AlGaN/PZT探测器的研制及其性能

本文报道了一种新型紫外红外应用的探测器的设计、制备及其性能。探测器由蓝宝石衬底上生长的p-GaN/i-GaN/n-Al0.3Ga0.7N/SiO2/LaNiO3/PZT/Pt多层结构组成。分别测量了紫外和红外的性能。紫外部分,光谱响应范围在302-363nm波段;在波长355nm,探测器零偏响应率为0.064A/W;I-V测量表明零偏暗电流为-1.57×10-12A;该探测器的探测率为1.81×1011cmHz1/2W-1。红外部分,在波长4μm处,探测器响应率为1.58×105cmHz1/2W-1。     

用于海洋水色扫描仪的硅光电探测器组件

采用微型滤光片与硅探测器直接耦合的方式,研制了5×4元和3×4元两种多波段硅探测器组件.组件可探测412～865 nm八个波段,带宽分别为20和40 nm.由于采用了短波增强,提高近红外波段响应率和响应速度,降低暗电流,减小串音及提高可靠性等一系列措施,使研制的组件达到了很高的性能:412 nm的响应率为0.14 A/W,暗电流为5×10-10 A,结电容小于20 pF,串音小于7%.,满足了海洋水色扫描仪的使用要求.     

硅基雪崩光电探测器倍增层掺杂的研究

硅基雪崩光电探测器的器件性能与倍增层的掺杂浓度有着密切联系。研究了硅基雪崩光电探测器倍增层的掺杂浓度对雪崩击穿电压和光谱响应度等特性的影响。在硼的注入剂量由5.0×1012 cm-2减小为2.5×1012cm-2时,倍增层内电场强度逐渐降低,吸收区电场强度迅速增大,器件的雪崩击穿电压由16.3V迅速上升到203V,而光谱响应在95%的击穿电压下,峰值响应波长由480nm红移至800nm,对应的响应度由11.2A/W剧增到372.3A/W。综合考虑光谱响应和雪崩击穿电压的影响,在硼注入剂量为3.5×1012 cm-2时,可获得击穿电压为43.5V和响应度为342.5A/W的器件模型,对实际器件的制备具有一定参考价值。     

基于石墨烯/铟砷量子点/砷化镓异质结新型光电探测器

研究了一种石墨烯/铟砷量子点/砷化镓界面形成的异质结探测器的暗电流特性以及光电响应性质.虽然石墨烯具有很高的电子迁移率,但受限于较低的光子吸收率,使其在光电探测领域的应用受到了限制.而半导体量子点具有量子效率高,光吸收能力强等独特优点.于是利用石墨烯-砷化铟量子点-砷化镓异质结结构制备了一种新型光电探测器.并对该探测器的响应率、I-V特性曲线、暗电流特性、探测率、开关比等关键性能进行了研究.其在637 nm入射光情况下的响应率、探测率以及开关比可分别达到为17. 0 m A/W、2. 3×10~(10)cm Hz~(1/2)W~(-1)和1×10~3.而当入射光为近红外波段的940纳米时,响应率进一步增加到了207 m A/W.同时,还证实了该器件的暗电流、肖特基势垒高度和理想因子对温度的都具有较高的依赖性都较强.     

基于石墨烯/铟砷量子点/砷化镓异质结新型光电探测器（英文）

研究了一种石墨烯/铟砷量子点/砷化镓界面形成的异质结探测器的暗电流特性以及光电响应性质.虽然石墨烯具有很高的电子迁移率,但受限于较低的光子吸收率,使其在光电探测领域的应用受到了限制.而半导体量子点具有量子效率高,光吸收能力强等独特优点.于是利用石墨烯-砷化铟量子点-砷化镓异质结结构制备了一种新型光电探测器.并对该探测器的响应率、I-V特性曲线、暗电流特性、探测率、开关比等关键性能进行了研究.其在637 nm入射光情况下的响应率、探测率以及开关比可分别达到为17. 0 m A/W、2. 3×10~(10)cm Hz~(1/2)W~(-1)和1×10~3.而当入射光为近红外波段的940纳米时,响应率进一步增加到了207 m A/W.同时,还证实了该器件的暗电流、肖特基势垒高度和理想因子对温度的都具有较高的依赖性都较强.     

快速响应的垂直结构二维钙钛矿光电探测器

制备基于二维钙钛矿(PEA)₂(MA)₄Pb₅I₁₆[PEA为C₆H₅(CH₂)NH₃, MA为CH₃NH₃]的垂直结构光电探测器,当二维钙钛矿薄膜厚度为280 nm时,器件的亮电流最大,500 nm处外量子效率达到90%,响应率达到0.37 A/W,探测率达到3.4×10¹² Jones(1 Jones=1 cm·Hz^1/2/W)。当二维钙钛矿薄膜厚度减小时,器件的响应时间没有持续减小,而在其厚度为80 nm时器件的响应时间最短,这是受载流子渡越时间和钙钛矿薄膜质量双重影响下的结果。在二维钙钛矿薄膜厚度为80 nm的基础上,通过减小器件的有效面积,其最终实现了113 ns的响应时间。本工作对推动低成本快速响应光电探测器的发展有着重要意义。