一種能夠在日光下工作而不受可見光干擾的紫外光探測器。日盲紫外探測器對可見光具有很低的響應,在環(huán)境監(jiān)測、太陽輻射測量、航天科學、太陽能電池優(yōu)化和軍事應用等領域都有重要的應用。由于紫外光在很多領域中具有重要的研究和應用價值,日盲紫外探測器的發(fā)展對于提高測量的精確性和可靠性具有重要意義。
近日,“2023功率與光電半導體器件設計及集成應用論壇”于西安召開。論壇由第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)指導,西安交通大學、極智半導體產業(yè)網(m.ybx365.cn)、第三代半導體產業(yè)主辦,西安電子科技大學、中國科學院半導體研究所、第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟人才發(fā)展委員會、全國半導體應用產教融合(東莞)職業(yè)教育集團聯(lián)合組織、西安和其光電股份有限公司等單位協(xié)辦。
期間,“平行論壇2:光電子器件及應用”上,中山大學教授裴艷麗帶來了“基于ε-Ga2O3的日盲紫外探測器件研究”的主題報告,日盲紫外探測器在軍事和民用領域都有廣泛的應用,選擇合適的材料是實現(xiàn)日盲特性的關鍵之一。氧化鎵(Ga2O3)的禁帶寬度可高達5eV,作為超寬帶隙半導體材料,無需進行能帶調控,即可進行日盲紫外波段的探測,加之優(yōu)異的化學、物理性質使得氧化鎵材料成為研制日盲紫外探測器的天然材料,無論國防還是民用領域都有著急切需求。
氧化鎵擁有五種同分異構體,分別為α, β, γ, δ, 和 ε。相比于穩(wěn)定的β相氧化鎵,其中具有正交結構的ε相氧化鎵晶體對稱性更好,可以在商用襯底如SiC、GaN、藍寶石等單晶襯底上進行大面積異質外延,降低氧化鎵基紫外探測器的成本,并且有望通過與GaN, AlN等相結合構建高性能日盲紫外探測器。同時,ε氧化鎵是一種鐵電半導體,具有非常強的自發(fā)極化,這也將為新型日盲紫外探測器的設計提供新思路。目前,ε氧化鎵的高質量制備和探測器應用研究尚不成熟。
研究基于MOCVD的方法在藍寶石襯底上制備高質量的ε氧化鎵,研究制備工藝、后退火,以及F離子表面處理等多種手段對ε氧化鎵日盲紫外探測性能的影響,揭示外延層缺陷、器件表面特性等影響探測性能的機制,為ε氧化鎵基日盲紫外探測器的發(fā)展提供實驗和理論支撐。
研究采用兩步法MOCVD外延了ε氧化鎵,并對比了H2O和N2O作為氧源對紫外探測性能的影響。XRD、AFM、CL等手段分析表明,H2O作為氧源可提高結晶質量,降低缺陷密度,并獲得了光暗電流比(PDCR)為1.0×103,響應上升時間0.55 s, 衰減時間為0.58 s/3.14s的紫外探測性能。700度以上高溫后退火,發(fā)生相轉變,探測器性能劣化。低溫退火可有效的消除氧空位等點缺陷,降低暗電流,改善光暗電流比和響應時間特性。經過640度退火的日盲紫外探測器,暗電流降低至0.069pA,拒絕比(Rpeak/R400)達到2.4×104, 光暗電流比達到3×105。F表面處理在表面引入二維電子氣,改善探測器歐姆接觸特性,同時表面的電子勢井,改善器件的響應時間,顯著增加探測靈敏度和提高增益。
CASICON 系列活動簡介
“先進半導體產業(yè)大會(CASICON)”由【極智半導體產業(yè)網】主辦,每年在全國巡回舉辦的行業(yè)綜合活動?;顒泳劢瓜冗M半導體產業(yè)發(fā)展熱點,聚合產業(yè)相關各方訴求,通過“主題會議+項目路演+展覽”的形式,促進參與各方交流合作,積極推動產業(yè)發(fā)展。CASICON 系列活動將以助力第三代半導體產業(yè)為己任,聯(lián)合實力資源,持續(xù)輸出高質量的活動內容,搭建更好的交流平臺,為產業(yè)發(fā)展貢獻應盡的力量。
(備注:以上信息僅根據(jù)現(xiàn)場整理未經嘉賓本人確認,僅供參考?。?/p>