通过数字化结构提高GaN/Ga2O3 P-N连接Uvc光探测器的性能
Ziling Cai1, Xiyao He1, Kaikai Wang1
1School of Electronic Science and Engineering (National Model Microelectronics College), Xiamen University, Xiamen, Fujian, 361005, China.
Small methods
|December 10, 2023
概括
本研究介绍了基于氧化 (Ga2O3) 的先进的紫外C光探测器 (UVCPDs),具有数字间结构,实现创纪录的超快响应时间和UV检测应用的增强性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 基于氧化 (Ga2O3) 的紫外线-C光探测器 (UVCPD) 对紫外线检测具有前景.
- 由于内置电场,PN连接设计比金属-半导体-金属 (MSM) 类型提供了优越的过渡性能.
- 现有的Ga2O3 PN-PDs需要在载体收集和电场分布方面进行优化.
研究的目的:
- 为基于Ga2O3的PN-UVCPD制造和研究一个数字间结构.
- 为了提高载体收集效率和光电探测器内的电场分布.
- 为改善Ga2O3PN光探测器性能提供设计指南.
主要方法:
- 使用数字间的n-Ga2O3层和p-GaN/n-Ga2O3皮层上的手指电极制造PN-PD.
- 超快响应时间,响应率和选择性比率的表征.
- 通过改变电极间距和周边,调查数字间结构的内在增强机制.
主要成果:
- 实现了31μs (1/e衰变) 和2.76μs (快速组件) 的超快速响应时间,优于现有的Ga2O3 UVCPD.
- 由于载体采集长度增加,提高了响应能力 (0.25 A W-1 在 0 V 自动供电).
- 在偏差下显著提高性能:41.7 A W-1响应率和8243选择性比,大大超过传统的PDs.
结论:
- 数字间结构显著提高了p-GaN/n-Ga2O3 UVCPD 的性能.
- 优化载体收集和电场分布是高性能Ga2O3PN-PD的关键.
- 这项工作为未来基于Ga2O3的光探测器开发提供了有价值的见解和设计策略.


