基于纳米孔的GaN的高性能紫外线光探测器,具有Ga2O3单晶层
Junjie Wen1, Yuankang Wang1, Biao Zhang1
1School of Integrated Circuits, Shandong University, Jinan 250100, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
这项研究使用具有Ga2O3层的纳米孔化 (NP-GaN) 增强了紫外线光探测器 (UV PD). 新的Ga2O3 / NP-GaN-DBR紫外线PD显示了改进的性能,包括更高的光暗电流比和更快的响应时间.
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.
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 纳米 (NP) 化 (GaN) 用于高性能紫外线 (UV) 光探测器 (PD).
- 然而,NP-GaN PDs存在低光暗电流比率和缓慢响应速度的问题.
研究的目的:
- 通过研究不同的GaN结构来开发改进的紫外线PD.
- 为了评估基于未蚀刻的GaN,NP-GaN分布式布拉格反射器 (DBR) 和Ga2O3/NP-GaN-DBR的紫外线PD的性能.
主要方法:
- 三种类型的紫外线PD的制造:未刻画的GaN,NP-GaN-DBR和Ga2O3/NP-GaN-DBR.
- 光响应的表征,光暗电流比,特定检测能力,暗电流和响应时间.
- 对Ga2O3单晶薄膜对设备性能影响的分析.
主要成果:
- 没有刻印的GaN PD显示没有显著的光响应.
- 与NP-GaN-DBR相比,Ga2O3 / NP-GaN-DBR PD表现出较高的光暗电流比率 (6.14 × 10 ^ 3) 和特定检测能力 (8.9 × 10 ^ 10 斯).
- 在Ga2O3/NP-GaN-DBR PD中,暗电流减少 (3.0 × 10^-10 A) 和上升/衰变时间加快 (0.33/0.23秒).
结论:
- 整合一个Ga2O3层通过减少暗电流和提高响应速度,显著提高紫外线PD性能.
- 绝缘的Ga2O3层起到屏障作用,增加了屏障的高度和厚度.
- 尽管光敏度较低,但Ga2O3是一种可行的介电材料,可以改进基于NP-GaN的紫外线光探测器.
