日盲型AlGaN PIN紫外探测器的电容特性

对采用金属有机化学气相沉积方法生长的p-Al0.43Ga0.57N/i-Al0.43Ga0.57N/n-Al0.7Ga0.3N异质结构上制备的背照射日盲型AlGaN紫外光电探测器进行了光电性能和电容特性的研究.室温下探测器零偏压时的电流密度为0.44 nA/cm2,278 nm的峰值响应率为0.042 A/W.电容频率特性表明:器件电容随着频率的增大先迅速后缓慢地降低,但在频率高于100 kHz后又加速下降.通过器件低频下的电容计算可得,其耗尽层宽度为160 nm,低于设计的本征层厚度.说明器件的本征层没有完全耗尽.因此,未耗尽本征层的高电阻是引起100 kHz附近电容又快速下降的重要原因,由不同频率下1/C2-V曲线的变化关系及其斜率计算的杂质浓度等结果进一步证实了这一结论.     

日盲型AlGaN PIN紫外探测器的研制

采用MOCVD方法在双面抛光的(0001)蓝宝石衬底上生长了高铝组分AlGaN材料,研制出日盲型AlGaN PIN紫外探测器.详细介绍了该器件的结构设计和制作工艺,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约为4.5 V,反向击穿电压大于20 V;常温下(300 K),该器件在3 V反向偏压下的暗电流约为50 pA,在零偏压下270 nm处峰值响应度达到0.12 A/W,长波截止波长小于285 nm.     

背照式高量子效率AlGaN日盲紫外探测器设计

高量子效率、高UV/VIS抑制比、宽的光谱响应范围、快的响应速度是AlGaN紫外探测器设计追求的主要目标。为了获得适宜于紫外焦平面阵列的探测器结构,结合MOCVD外延材料生长的特点,采用模拟计算与实验相结合的方法,设计了背照式高量子效率AlGaN日盲探测器。详细介绍了背照式AlxGa1-xN-pin紫外探测器结构参数设计的依据和设计过程,并给出了设计结果,通过工艺实验,对设计结果进行了优化。应用设计结果进行了器件试制,经测试试制器件,其峰值响应波长为270 nm,光谱响应范围为250～282 nm,峰值量子效率达到了57%（0V）,实验表明取得了比较理想的设计结果。     

AlGaN MSM结构日盲型紫外探测器

采用低压-金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在(0001)方向的AlN/蓝宝石模板上生长得到Al组分为40%的AlGaN材料,设计并制作了MSM型AlGaN日盲紫外探测器。通过HRXRD,SEM,AFM对AlGaN材料进行了表征,结果表明:该材料为六方相结构,且应变程度很小,粗糙度(RMS)为1.32 nm。通过测试器件在230³20 nm之间、在不同偏压下的光谱响应曲线,发现器件的截止波长在285 nm附近,截止边很陡峭;器件的峰值响应波长为275 nm;在7 V偏压下,器件峰值响应度达到最大2.8 mA/W;零偏压下,器件的暗电流1×10-13A,器件的暗电流很小。     

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基双色日盲紫外探测器

Abstract： Back-illuminated AlxGal-xN-based dual-band solar-blind ultraviolet （UV） photodetectors （PDs） are realized by a three-terminal n-i-p-i-n heterojunction structure which is grown on sapphire substrate by metal organic chemical vapor deposition （MOCVD）. The two p-i-n junctions contained in the heterojunction structure can work separately and independently. Working in the photovoltaic mode, the PDs display peak responsivity of ～10.8 mA/W at 242 nm and ～5.0 mA/W at 257 nm, respectively. The two junctions with different size, whose diameters are 500 μm and 800 μm, exhibit almost the same leakage current of ～1.3× 10-9 A at a reverse bias of 10 V. Therefore, dark current densities of the two junctions are close to 6.6 × 10-7 A/cm2 and 2.6 × 10-7 A/cm2 at -10 V respectively.     

283 nm背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器

实验中使用在蓝宝石衬底上用低压金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的AlGaN基p-i-n结构材料,通过对工艺流程的优化设计,制作了背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器,获得了较高的外量子效率。材料中p区和i区的Al组分为40%,n区Al组分为65%。探测器为直径500 m的圆形,光谱响应起止波长为260~310 nm,峰值响应波长283 nm。零偏压下,暗电流密度为2.710-10 Acm-2,对应的R0A参数为3.8108 cm2,峰值响应率为13 mA/W,对应的峰值探测率为1.971012 cmHz1/2W-1。其在-7 V偏压下,峰值响应率达到148 mA/W,对应的外量子效率达到63%。     

AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究

为了提高AlGaN日盲紫外雪崩探测器的信噪比,降低暗电流,研制高性能日盲紫外探测器,针对AlGaN日盲紫外雪崩探测器暗电流机制进行了深入研究。首先对传统p-i-n-i-n结构雪崩探测器进行了初步研究,分别设计了GaN和AlGaN的两种雪崩探测器模型,分析了其不同暗电流特性,得到的模拟暗电流特性曲线与实验吻合。在此基础上,针对日盲紫外波段高Al组分AlGaN雪崩探测器,重点分析研究了不同异质界面的负极化电荷、p型有效掺杂以及温度等因素对暗电流的影响。在AlGaN日盲紫外雪崩探测器研究中得到的近零偏工作暗电流为2.510-13 A,在反向138 V左右发生雪崩击穿,雪崩开启电流为18.3 nA左右,击穿电压温度系数约为0.05 V/K,与实验及文献测试结果吻合。     

AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器材料的研制

采用金属有机气相外延(MOCVD)方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长了AlN和高铝组分AlGaN材料。通过优化AlN和AlGaN材料的生长温度、生长压力和Ⅴ族元素/Ⅲ族元素物质的量比(nⅤ/Ⅲ)等工艺条件,得到了高质量的AlN和高铝组分AlGaN材料。AlN材料X射线双晶衍射ω(002)半宽为74 arcsec,透射光谱测试带边峰位于205 nm,带边陡峭;Al组分为45%的AlGaN材料X射线双晶衍射ω(002)半宽为223 arcsec,透射光谱测试带边峰位于272 nm,带边陡峭。采用此外延工艺方法生长了AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器材料并进行了器件工艺流片,研制出AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器,响应峰值波长为262 nm,在零偏压下的峰值响应度达到0.117 A/W。     

一种肖特基势垒强型N-AlGaN基 MSM日盲紫外光电探测器

研制一种以薄的高阻AlGaN覆盖层作为肖特基势垒增强层的N?AlGaN基金属?半导体?金属（MSM）日盲紫外光电探测器。与无覆盖层的参考器件相比,覆盖高阻AlGaN层后探测器的暗电流大幅度减小。在5 V偏压下,覆盖高阻AlGaN层的光电探测器的暗电流为1.6 pA,响应度为22.5 mA/W,日盲紫外抑制比大于103,探测率为6.3×1010 cm·Hz1/2/W。     

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...     

AlGaN基PIN光电探测器的模型与模拟

在漂移扩散方程的基础上建立了AlGaN p-I-n光电探测器的物理模型,分析了多种结构AlGaN p-I-n光电探测器的光谱响应,并讨论了AlGaN/GaN异质结界面极化效应对太阳盲区p-GaN/I-Al0.33Ga0.67N/n-GaN倒置异质结结构p-I-n光电探测器(inverted heterostructure photodetectors,IHPs)UV/Solar选择比(280nm与320nm响应度之比)的影响．结果表明：优化p层是提高器件光谱响应的有效途径;为获得较高的UV/Solar选择比,光伏模式(零偏压)为太阳盲区p-GaN/I-Al0.33Ga0.67N/n-GaN IHPs的最佳工作模式;在光伏模式下考虑极化效应影响时,Ga面p-GaN/I-Al0.33Ga0.67N/n-GaN IHPs器件的UV/Solar选择比可达750,与Tarsa等人报道的三个量级的实验结果基本一致．     

AlGaN PIN结构紫外探测器研制和建模分析

紫外探测器在军事高科技和民品市场的紫外通信和成像方面具有很高的价值。探讨了Al GaNpin紫外探测器的制作工艺和材料及结构对器件性能的影响。提出改进 pin紫外探测器性能的措施     

CdS肖特基紫外探测器的研制

基于微电子平面工艺,采用电子束蒸发Pt方法,制备了基于CdS材料的肖特基紫外探测器。对该器件的I-V特性、光谱响应率、量子效率等参数进行了测试,结果表明器件具有良好的整流特性,室温零偏压下光谱响应范围250~500 nm,在500 nm波长处达到最大光谱响应率0.285 A/W,量子效率为75.3%。并根据热电子发射理论对测试结果进行了计算得到理想因子为1.024,肖特基势垒高度为0.859 eV。