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2023年学术进展系列之51:买球官网入口(中国)买球有限公司光电材料与器件研究团队在 AlGaN基日盲超深紫外探测器方面取得新进展
2023-10-31 11:34  

近日,买球官网入口(中国)买球有限公司宽禁带半导体光电材料与器件研究团队在AlGaN基日盲超深紫外探测器的开发方面取得进展,研究成果以"A 250 nm high-performance AlGaN-Based Metal–Semiconductor–Metal deep ultraviolet detector"为题被《Micro and Nanostructures》杂志接收发表;以"AlGaN-Based Solar-Blind Ultraviolet Detector with a Response Wavelength of 217 nm" 为题被《Physica Status Solidi A-applications And Materials Science》杂志接收发表。

Metal–Semiconductor–Metal(MSM)型深紫外探测器凭借其结构简单,响应速度快,易于集成的优点,已成为一种颇具发展潜力的光电器件。高性能的深紫外探测器可以被用于消防、空天日盲紫外激波探测、深空紫外探测和军事等领域,具备很高的商业价值。MSM型探测器的性能主要与吸收层的材料,肖特基势垒和电极尺寸有关。通过生长高质量的材料,选择合适的接触金属,设计合适的电极形状,能够有效地降低器件的暗电流和工作电压,并提高光电流。Al组分含量为0.67AlGaN材料可以使器件的吸收边控制在250 nm附近。Ti具备低功函数,低电阻率的特点,是构建肖特基势垒的理想材料。在这项工作中,利用金属有机气相外延(MOCVD)生长Al0.67Ga0.33N材料和传统光刻法制作Ti/Ni/Au电极。本研究成功获得了具备低肖特基势垒量子效率EQE),低工作电压的深紫外探测器。光电探测器在超深紫外波段(244 nm250 nm)具备低工作电压(14V高量子效率(EQE)2160 %)的特点。探测器在最大工作电压下的响应度(R4.24 A/W,探测率(D*)接近1.32×1011 Jones光暗电流比超过103。本研究设计并制造了一种结构简单的高性能MSM型深紫外探测器。

另一成果为开发了一种高性能p-i-n型日盲超深紫外探测器。本研究利用短超晶格极化诱导p型掺杂生长技术,制作了蓝宝石衬底上生长的AlGaN基高性能p-i-n型背光超深紫外探测器。该日盲超紫外探测器的量子效率(EQE)70.2%。在-5V下,响应度(R)达到123 mA/W,响应波长(λ)为217 nm。同时,暗电流密度为2.21×10-8 A/cm2。此外,探测器的紫外/可见抑制比超过104,探测率(D*)计算为6.7×1012 Jones。超深紫外探测器件的优越性能来源于高质量的外延层和异质结。作为第三代半导体材料,该技术为氮化物宽禁带半导体材料提供了新的思路,进一步带来了宽带隙电子器件的突破。



论文一:A 250 nm high-performance AlGaN-Based Metal–Semiconductor–Metal deep ultraviolet detector

论文作者:郑刚(硕士生),张冉(硕士生),王玉坤(通信作者),侯汧妤(通信作者),李敏(硕士生),校凯(博士生),邓荐宇,孙文红(通信作者)。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.micrna.2023.207680



论文二:AlGaN-Based Solar-Blind Ultraviolet Detector with a Response Wavelength of 217 nm

论文作者:张冉(硕士生),郑刚(硕士生),程斌,白俊春,林显琦(硕士生),校凯(博士生),王玉坤(通信作者),侯汧妤(通信作者),孙文红(通信作者)。

论文链接:https://doi.org/10.1002/pssa.202300231


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