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.     

石墨烯-GaN肖特基紫外探测器

报道了使用石墨烯作为阳极材料的GaN肖特基型紫外探测器.介绍了光敏面为1 mm×1 mm的新型肖特基紫外探测器的制备过程.并对器件进行了响应光谱、I-V特性测试.器件的响应光谱较为平坦,峰值响应度为0.175 A/W;通过对石墨烯进行化学修饰,使峰值响应度增加到0.23 A/W.并根据热电子发射理论,计算出了器件掺杂前后的肖特基势垒高度分别为0.477 eV和0.882 eV,验证了器件性能的提高主要原因是石墨烯功函数的增加.     

A1GaN／GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用金属有机物气相沉积(MOCVD)法外延生长AlGaN／GaN异质结样品。溅射Ti／Al／Ni／Au和Ni／Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触。随着退火时间的增加,金属一半导体金属(MSM)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性,但C-V曲线逐渐失去其对称性。MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应。     

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.     

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。     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用金属有机物气相沉积(MOCVD)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,金属-半导体金属(MSM)结构的I V特性曲线保持良好的对称性,但C V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

两种结构GaN基太阳盲紫外探测器

分别在金属有机化学汽相沉积（MOCVD）生长的i-Al0.33Ga0.67N／AlN／n-GaN和p-Al0.45Ga0．55N／i—Al0.45Ga0.55N／n＋-Al0.65Ga0.35N的异质结构上,成功研制了太阳盲区的肖特基型和PIN型紫外探测器。研究结果表明,Au与i—Al0.33Ga0.67N形成了较好的肖特基结,响应波长从250—290nm,峰值（286nm）响应率约为0．08A／W;PIN型紫外探测器的响应波长从230～275nm,峰值（246nm）响应率约为0．02A／W。     

高响应度GaN紫外探测器

采用MOCVD方法,在蓝宝石衬底上以低温GaN为缓冲层生长了GaN外延层。以上述材料制备了金属-半导体-金属(M-S-M)光导型GaN探测器。该探测器的光谱响应表明:器件在330～360nm内有高的灵敏度,并且在360nm附近有陡峭的截止边,对可见光和近红外光几乎没有响应,在5V偏压下358nm处峰值响应度高达1200A/W。研究了光从探测器的正、背面入射时对响应度的影响,并讨论了其原因。     

高响应度GaN肖特基势垒紫外探测器的性能与分析

制作了反向饱和电流为5.5×10-14 A/cm2,势垒高度为1.18eV的GaN肖特基势垒紫外探测器.测量了探测器分别在零偏压及反向偏压下的光谱响应度,响应度随反向偏压无显著变化,零偏压下峰值响应度在波长358.2nm处达到了0.214A/W.利用波长359nm光束横向扫描探测器的光敏面,测量了探测器在不同偏压下的空间响应均匀性,相应偏压下的光响应在光敏面中央范围内响应幅值变化不超过0.6%.光子能量在禁带边沿附近的光束照射下,GaN肖特基势垒紫外探测器存在势垒高度显著降低现象,这种现象在肖特基透明电极边沿及其压焊电极附近表现得更为突出.探测器在368和810nm波长光一起照射时的开路电压比只有368nm光照射时的开路电压大,而零偏压下两者的光电流近似相等.利用这种开路电压变化效应估算了探测器在368nm光照射下,表面被俘获空穴的面密度变化量约为8.4×1010 cm-2.     

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.     

n-GaN肖特基势垒紫外光探测器的电子辐照效应

研究了n型Au/GaN肖特基势垒紫外光探测器的电子辐照失效机理.从实验中观测到,随着电子辐照注量的不断增加,Au/GaN间辐照诱生的界面态引起器件的击穿电压明显减小,反向漏电流逐渐增大.辐照诱生的深能级缺陷导致紫外光探测器对较长波长光的吸收,使得UV探测器中可见光成分的背景噪声增加.同时,对辐照后的GaN肖特基紫外光探测器进行了100℃以下的退火处理,退火后,器件的电流-电压特性有所改善.     

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     

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。     

GaN紫外光电导探测器的研究

回顾了近几年在 Ga N紫外光电导探测器上的研究进展 ,介绍了不同 Ga N光电导紫外光探测器的制备方法、光电参数及工作机理。     

基于准垂直结构GaN肖特基二极管的S波段限幅器研究

当今高功率微波技术发展迅速,电子设备所面临的威胁巨大。GaN肖特基二极管具有较小的开启电压和较高的击穿电压,特别适用于大功率整流电路。文章介绍了一种基于准垂直结构GaN肖特基二极管整流的高功率微波限幅器。测试结果表明,该限幅器在2～4 GHz频带内,可承受脉宽10μs、占空比1%、峰值超过1000 W的功率;其小信号插损小于1 dB,输入输出驻波比小于1.5。该限幅器插损小、耐功率高,可广泛应用于接收机中以提升其可靠性。