GaN基p-i-n结构紫外光探测器

用反应分子束外延(RMBE)方法在蓝宝石衬底上制备了GaN p-i-n结构,应用常规的半导体工艺制成了紫外光探测器,测试结果显示其正向导通电压为4.6 V,反向击穿电压大于40 V;室温下反偏3 V时的暗电流为6.68 pA,峰值响应度0.115 A/W出现在367 nm处;400 nm处的响应度为6.59×10-5A/W,比峰值响应度低四个量级.     

背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

文章研究了p-GaN/i-GaN/n-A l0.3Ga0.7N异质结背照式p-i-n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310~365nm,最大响应率为0.046A/W,对应的内量子效率为19%,优值因子R0A达到1.77×108Ω.cm2,相应的在363nm处的探测率D*=2.6×1012cmHz1/2W-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/AlGaN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AlN，n型层采用厚度为0.8 μm的Si掺杂Al0.3Ga0.7N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Cl2、Ar和BCl3感应耦合等离子体刻蚀定义台面，光敏面面积为1.96×10-3 cm2。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 cm·Hz1/2·W-1；且零偏压下的暗电流为5.20×10-13 A。     

GaN基RCE紫外探测器

本文分析了RCE探测器性能增强的基本原理;推导了布拉格反射镜的反射机理及其反射传输矩阵模型;介绍了MSMRCE紫外光电探测器的结构及其相关性能;指出了GaN基RCE紫外探测器目前所面临的问题以及可能解决的方案。     

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 p-i-n紫外探测器的研制

研制了一种GaN p-i-n型单元器件,详细地讨论了该器件的制备工艺,并对该器件进行了光电性能测试.测试结果表明,器件的正向开启电压在2 V左右,零偏动态电阻R0约为1010～1011 Ω,最大峰值响应率在365 nm处为0.18～0.21 A/W,器件的上升响应时间和下降时间分别为2.8和13.4 ns.     

GaN基肖特基结构紫外探测器

在蓝宝石 (0 0 0 1)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)方法生长GaN外延层结构 ,以此为材料制作了GaN基肖特基结构紫外探测器 .测量了该紫外探测器的暗电流曲线、C V特性曲线、光响应曲线和响应时间曲线 .该紫外探测器在 5V偏压时暗电流为 0 4 2nA ,在 10V偏压时暗电流为 38 5nA .在零偏压下 ,该紫外探测器在2 5 0nm～ 36 5nm的波长范围内有较高的响应度 ,峰值响应度在 36 3nm波长处达到 0 12A/W ,在 36 5nm波长左右有陡峭的截止边 ;当波长超过紫外探测器的截止波长 (36 5nm左右 ) ,探测器的响应度减小了三个数量级以上 .该紫外探测器的响     

GaN基肖特基结构紫外探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层结构,以此为材料制作了GaN基肖特基结构紫外探测器.测量了该紫外探测器的暗电流曲线、C-V特性曲线、光响应曲线和响应时间曲线.该紫外探测器在5V偏压时暗电流为0.42nA,在10V偏压时暗电流为38.5nA.在零偏压下,该紫外探测器在250nm～365nm的波长范围内有较高的响应度,峰值响应度在363nm波长处达到0.12A/W,在365nm波长左右有陡峭的截止边;当波长超过紫外探测器的截止波长(365nm左右),探测器的响应度减小了三个数量级以上.该紫外探测器的响应时间小于2μs.     

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p-i-n型紫外探测器钝化工艺研究

钝化层膜系的选择及其工艺的优化对降低GaN基紫外探测器的漏电流和提升其可靠性是至关重要的。文章采用多种钝化层：等离子体增强化学气相沉积生长的Si₃N₄(PECVD-Si₃N₄)、电感耦合等离子体化学气相沉积生长的Si₃N₄(ICPCVD-Si₃N₄)和SiO₂(ICPCVD-SiO₂)以及等离子原子层沉积生长的Al₂O₃(PEALD-Al₂O₃),分别制备了GaN基金属-绝缘体-半导体(MIS)器件,并对MIS器件的电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)特性进行了对比研究。采用PECVD-Si₃N₄作为钝化层的GaN基MIS器件具有较低的漏电流;在双层PECVD-Si₃N₄钝化层中插入PEAL...     

基于氮化镓单晶的垂直p-i-n二极管性能研究

利用高质量自支撑GaN衬底,通过外延方法制备了垂直结构的GaN基p-i-n型二极管结构.通过对材料结构、杂质浓度分布以及对器件整流特性的研究,探究了影响垂直结构器件特性的关键因素.结果 表明,在同质外延的制备过程中,衬底表面的粗糙程度将使制备的环形结构具有不规则形状,这种不规则电极对垂直结构器件的性能将产生不利影响;此外,多种杂质在界面处聚集,进而形成平面漏电通道,是降低器件耐压值的主要因素.     

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。     

基于银纳米薄膜欧姆接触的高波长选择性紫外探测器研究

常规的半导体紫外探测器波长响应范围宽,而紫外光的应用具有较强的波长选择性,如320nm波段的紫外光在医学方面有重要的应用,因此,具有高波长选择性的紫外探测器的研制有重要意义。文章采用GaN基p-i-n探测器结构,通过在p区覆盖银纳米薄膜作为欧姆接触层和波长选择透射层,成功制备了对320nm波段紫外光高选择性探测的紫外探测器,器件性能如下:70nm银层的紫外光透射率峰值超过30%,器件在-5V偏压下的暗电流为10-12 A量级,响应峰值为0.06A/W,响应峰发生在325nm处,光谱响应峰半高宽约30nm。     

p-i-n结构GaN光电探测器性能的研究

近年来,可见盲与太阳盲光电探测器在火灾监控、太空通信和导弹尾焰探测等方面的应用引起了越来越多的关注。由于氮化镓(GaN)是直接宽带隙半导体材料,所以成为了在可见区与紫外区的光电器件的首选材料,而p-i-n结构的器件因其响应度高、暗电流低、便于集成等优点倍受人们的青睐。采用金属有机气相外延(MOCVD)法制备了p-i-n结构的GaN紫外光电探测器。在此基础上,采用N2气氛下热退火处理的方法,提高了p型GaN层的载流子浓度,从而降低了器件的暗电流。器件在1 V偏压下,暗电流仅为65 pA。器件在1 V偏压下的最大响应度值出现在361 nm处,大小为0.92 A/W。     

Analysis of I-V Thermal Characteristic on GaN-based p-i-n Ultraviolet Detector

The I-V characteristic of GaN-based p-i-n ultraviolet detector is presented. It is measured at different temperatures and analyzed with changing temperature. The ideality factor of the device is 2.09 at room temperature. The maximum ideality factor is 2. 14 at 100℃, which declines above 100 ℃, and the minimum ideality factor is 1.26 at 300 ℃. The coefficient of forward voltage vs. temperature is - 1.97 mV/℃ with a forward current of 1 mA. Based on double injection model, the deep lying impurity activation energy in the i-region is 0.1 343 eV     

ICPCVD-SiN_x对GaN/AlGaN基紫外探测器的钝化效果的研究

采用ICPCVD-SiNx薄膜对GaN/A1GaN基紫外探测器进行钝化,从薄膜绝缘特性、钝化效果两方面,对ICPCVD-SiNx、磁控溅射-SiOx、PECVD-SiOx和PECVD-SiNx四种钝化膜进行对比.制作了钝化膜/GaN MIS器件,通过测试MIS器件漏电流密度和薄膜击穿电场的大小表征薄膜绝缘性能,结果表明ICPCVD-SiNx对应的MIS器件的漏电特性最好,外加偏压为100 V时,其漏电流密度保持在1×10-7 A/cm2以下,薄膜击穿电场大于3.3 MV/cm.采用不同钝化方法制作了p-i-n型AlGaN基紫外探测器,通过计算钝化前后器件暗电流的变化,表征不同钝化方法的钝化效果.结果表明ICPCVD-SiNx钝化的器件,其暗电流比其他钝化方法的器件小近两个数量级,在-5V偏压下暗电流密度为7.52 A/cm2.