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。     

背照式AlGaN/GaN基PIN日盲型紫外探测器的研制

利用MOCVD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长PIN型AlGaN/GaN外延材料,研制出背照式AlGaN基PIN日盲型紫外探测器,用紫外光谱测试系统和半导体参数测试仪分别测得了器件的光谱响应和I-V特性曲线。测试结果表明,器件的响应范围为260~280 nm,峰值响应出现在270 nm处,在2.5 V偏压下的最大响应...     

AlGaN/GaN异质结紫外探测器

采用P-AlxGa1-xN/i-GaN/n-GaN异质结构成功制备了含铝组分分别为0.1和0.07的正照射可见盲紫外探测器,并分别测试了它们的伏安特性曲线和光电响应光谱.对于Al分为0.1的器件,在零偏压处出现了极低的暗电流密度,表明器件具有非常高的信噪比.高分辨率X射线衍射仪对材料的测试结果表明,高铝组分(0.1)窗口层薄膜材料的晶体质量较差,导致暗电流增大,而其窗口层的窗口选择作用则可以得到较高的响应率和较宽的响应波段.     

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.     

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。     

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。     

高量子效率前照式GaN基p-i-n结构紫外探测器

研究了Al0.1Ga0.9N/GaN异质结p-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能.p区采用Al组分含量为0.1的AlGaN外延材料形成窗口层,使340～365nm波段的紫外光可以直接透过p区到达i区并被吸收,有效提高了这个波段的响应率与量子效率.并且研究了不同p区AlGaN外延层厚度对探测器性能的影响,制备了两种不同p区厚度(0.1μm和0.15μm)的器件,测试结果表明,p区的厚度对200～340nm波段光吸收的量子效率影响较大,而i区的晶体质量的提高可以有效提高340～365nm波段光吸收的量子效率.并且当p区AlGaN厚度为0.15μm时,器件的峰值响应率达到0.214A/W,在考虑表面反射时外量子效率高达85.6%,接近理论极限,并且在零偏压时暗电流密度为3.16nA/cm2,表明器件具有非常高的信噪比.     

AlGaN／GaN P-I-N紫外探测器的电子辐照效应

制备了Al0.1 Ga0.9N/GaN异质结P-I-N结构可见盲正照射紫外探测器.用能量为O.8MeV的电子对器件依次进行注量为5×1014,5×1015和5×1016n/cm2的辐照.通过测量辐照前后器件的Ⅰ-Ⅴ曲线和光谱响应曲线,讨论了不同注量的电子辐照对Al0.1Ga0.9N/GaN异质结P-I-N器件性能的影响.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≥5×1O16n/cm2时才使器件的暗电流增大一个数量级.为了分析器件的辐照失效机理,制备SiN/GaN的MIS结构,并对其进行电子辐照,发现SiN/GaN之间的界面态随着电子辐照注量的增加而增加.这表明,器件的暗电流的增大的原因之一为钝化层与GaN材料之间因为辐照诱生的界面态.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.     

平面型GaN p-n结探测器的制备与性能

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上制备了p-GaN单晶薄膜.高温(＞1100℃)处理及未处理样品的双晶摇摆曲线测试表明高于1150℃会使材料的晶体质量明显变差,这为平面型紫外探测器制备中的部分注入激活条件提供了选择依据.通过TRIM软件优化了注入条件,在选择性注入改型材料上成功制备了平面GaN ...     

246nm p-i-n型背照AlGaN太阳盲紫外探测器的研制

设计并制备出短波长p-i-n型背照AlGaN太阳盲紫外探测器,响应波段为225～255 nm,峰值波长为246nm.材料为在蓝宝石衬底上生长的背照式p-i-n型异质结结构,n型窗口层的AlxGa1-xN中的Al组分为71%,非故意掺杂吸收层中的Al组分为52%.零偏压下测得的暗电流为27 pA,光电流为2.7nA,峰值...     

Fabrication and characterization of high performance AlGaN/GaN HEMTs on sapphire with silicon nitride passivation

AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMTs)with high performance were fabricated and characterized.A variety of techniques were used to improve device performance,such as AlN interlayer,silicon nitride passivation,high aspect ratio T-shaped gate,low resistance ohmic contact and short drain-source distance. DC and RF performances of as-fabricated HEMTs were characterized by utilizing a semiconductor characterization system and a vector network analyzer,respectively.As-fabricated devices exhibited a maximum drain current density of 1.41 A/mm and a maximum peak extrinsic transconductance of 317 mS/mm.The obtained current density is larger than those reported in the literature to date,implemented with a domestic wafer and processes.Furthermore, a unity current gain cut-off frequency of 74.3 GHz and a maximum oscillation frequency of 112.4 GHz were obtained on a device with an 80 nm gate length.     

蓝宝石衬底上使用氮化硅钝化的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的研制与特性分析

本文研制了高性能的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管并进行了特性分析。诸如氮化铝插入层、氮化硅钝化、高宽窄比的T型栅、减小欧姆接触电阻和缩短漏源距离等技术被用于提高器件性能。使用半导体参数分析仪和矢量网络分析仪分别对前制器件的直流和交流特性进行了表征。所得80nm栅长的器件其最大漏极电流密度为1.41A/mm,该结果为到目前为止国内文献报道的最大值。同时测得峰值跨导为317mS/mm,特征频率为74.3GHz,最高振荡频率为112.4GHz。     

High UV/solar rejection ratios in GaN/AlGaN/GaN p-i-n photodiodes

The solar-blind detection capability of heterostructure diodes employing an i-Al_0.33Ga_0.67N layer sandwiched between two doped GaN layers is investigated via simulations using MEDICI. It is shown that the introduction of quantum features, such as InGaN quantum wells and delta-doped regions of p-Al_0.33Ge_0.67N, can successfully suppress the current due to photogeneration in the low-bandgap GaN regions, leading to UV/solar rejection ratios of over three orders of magnitude     

低真空退火对GaN MSM紫外探测器伏安特性的影响

利用金属有机化学气相沉积生长的非故意掺杂GaN单晶制备了金属一半导体一金属交叉指型肖特基紫外探测器。用肖特基势垒的热电子发射理论研究了低真空下不同热退火条件对器件伏安特性的影响。Au-GaN肖特基势垒由退火前的0．36eV升高到400℃0．5h的0．57eV,退火延长为1h势垒反而开始下降。分析结果表明：由工艺造成的填隙Au原子引入的缺陷是器件势垒偏低的主要原因,Au填充N空位形成了施主型杂质是退火后势垒升高的主要原因。     

Design and Fabrication of AlGaN-Based Resonant-Cavity-Enhanced p-i-n UV PDs

AlGaN-based resonant-cavity-enhanced (RCE) p-i-n photodetectors (PDs) for operating at the wavelength of 330 nm were designed and fabricated. A 20.5-pair AlN/Al_0.3Ga_0.7N distributed Bragg reflector (DBR) was used as the back mirror and a 3-pair AlN/Al_0.3Ga_0.7N DBR as the front one. In the cavity is a p-GaN/i-GaN/n-Al_0.3Ga_0.7N structure. The optical absorption of the RCE PD structure is at most 59.8% deduced from reflectance measurement. Selectively enhanced by the cavity effect, a response peak of 0.128 A/W at 330 nm with a half-peak breadth of 5.5 nm was obtained under zero bias. The peak wavelength shifted 15 nm with the incident angle of light increasing from 0deg to 60deg.     

Comparison of GaN p-i-n and Schottky rectifier performance

The performance of GaN p-i-n and Schottky rectifiers fabricated on the same wafer was investigated as a function of device size and operating temperature. There was a significant difference in reverse breakdown voltage (490 V for p-i-n diodes; 347 V for the Schottky diodes) and forward turn-on voltage (~5 V for the p-i-n diodes; ~3.5 V for the Schottky diodes). Both types of device showed a negative temperature coefficient for reverse breakdown, with value -0.34±0.05 V·K^-1