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。     

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.     

薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器的反向漏电特性

制备了薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器,并对其反向漏电特性进行了研究。探测器材料采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上外延生长获得,p-GaN的厚度为30nm。基于该材料制作了具有共面电极的探测器器件,并采用SiO2对刻蚀侧壁进行了钝化。测试结果表明,结面积为1.825×10-4cm2的器件在-1V时的反向漏电流面密度为3.0×10-9 A/cm2,优质因子达到3.7×109Ω.cm2。     

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     

n型GaN欧姆接触的研究进展

Ⅲ-Ⅴ族GaN基材料以其在紫外光子探测器、发光二极管、高温及大功率电子器件等方面的应用潜能而被广为研究.其中,低阻欧姆接触是提高GaN基器件光电性能的关键.金属/GaN界面上较大的欧姆接触电阻一直是影响器件性能及可靠性的一个问题.对于各种应用来说, GaN的欧姆接触需要得到改进.通过对相关文献的归纳分析,本文主要介绍了近年来在改进n-GaN工艺,提高欧姆接触性能等方面的研究进展.     

基于斜台面工艺的背照式GaN雪崩探测器制备

对基于斜台面工艺的背照式pin型GaN紫外雪崩探测器制备进行了简要介绍.通过斜台面制作工艺的对比优化研究,完成了GaN紫外雪崩探测器的低损伤斜台面制作,器件测试结果表明,高质量斜台面能够有效抑制雪崩探测器的表面提前击穿,器件暗电流特性优良,获得了超高雪崩增益的GaN紫外雪崩探测器.     

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.     

GaN基可见盲紫外探测器及其研究进展

介绍了GaN基的3种可见盲紫外光探测器：p-i-n结、肖特基势垒和金属-半导体-金属紫外光探测器，并对其工作原理、特性和发展现状进行了综述。     

Ⅲ族氮化物紫外探测器及其研究进展

文中简单介绍了紫外波段光电探测的基本特点,包括各波段特点、大气吸收等,并粗略 介绍了紫外探测的部分应用。然后对Ⅲ族氮化物宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了包括P型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等方面;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作了一些评述。     

GaN基MSM结构光伏型紫外探测器建模及其仿真分析

Based on the principles of metal-semiconductor-metal Schottky barrier photodetectors(MSM-PD), using the carrier rate equations,the circuit simulation model of a GaN-based MSM photovoltaic ultraviolet detector is constructed through an appropriately equivalent process.By using the Pspice analytical function of Cadence soft on the model,the relationship between the photocurrent and the terminal voltage under different UV light powers is analyzed.The result shows that under the given UV power,the photocurre...     

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。     

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     

p型GaN器件欧姆接触的研究进展

Ⅲ-Ⅴ族GaN基材料以其在紫外光子探测器、发光二极管、高温及大功率电子器件方面的应用潜能而被广为研究.低阻欧姆接触是提高GaN基器件光电性能的关键.由于低掺杂和空穴电离等原因,p-GaN上的低阻接触难于制备.制备稳定的P-GaN欧姆接触一直是一个挑战.主要通过对有关英语期刊文献的归纳分析,介绍了近年来在改进P-GaN工艺、提高欧姆接触性能等方面的研究进展.     

GaN-based MSM photovoltaic ultraviolet detector structure modeling and its simulation

Based on the principles of metal-semiconductor-metal Schottky barrier photodetectors(MSM-PD), using the carrier rate equations,the circuit simulation model of a GaN-based MSM photovoltaic ultraviolet detector is constructed through an appropriately equivalent process.By using the Pspice analytical function of Cadence soft on the model,the relationship between the photocurrent and the terminal voltage under different UV light powers is analyzed.The result shows that under the given UV power,the photocurrent increases and tends to become saturated gradually as the terminal voltage of the device increases,and that under different UV powers,the photocurrent increases with increasing incident power.Then the analysis of the relationship between the photocurrent and the terminal voltage under the different ratios of interdigital electrode space and width is carried out when the UV power is given.The results show that when the ratio of interdigital electrode space and width(L/W) equals 1,the photocurrent tends to be at a maximum.     

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基雪崩光电二极管及其研究进展

越来越多的民用与军事对高灵敏度紫外探测的需求促进了GaN基雪崩光电二极管（APD）的快速发展。雪崩光电二极管工作在高反偏电压状态,器件内部载流子在高场下发生碰撞离化,从而使探测信号产生增益。首先对GaN基雪崩光电二极管的研究进展进行了回顾,然后重点报道了器件的增益最大可达3105,介绍了本征层厚度与器件暗电流的关系,简单介绍了正在组建的基于相敏探测的交流增益测试系统,并研究了过剩噪声与调制频率之间的关系,发现在低频波段（30~2kHz）,过剩噪声呈现1/f噪声特性。最后,对盖革模式的雪崩光电二极管的研究进展及应用前景进行了简单介绍。     

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。