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AlxGa1-xN是一种直接禁带的三元合金半导体材料,随着Al组分x的变化,其禁带宽度在3.4~6.2eV之间连续可调。AlGaN紫外器件具有高击穿电压、高量子效率、高电子漂移速度、以及优良的稳定性,在高温、高频、高功率电子器件以及发光器件,紫外探测器等方面具有巨大的应用前景。
本文围绕大光敏面日盲紫外探测器的研制,从相关参数测试方法的研究,器件结构的设计以及关键工艺研究等方面,对大面积单元串联紫外探测器这一新型结构进行了研究。
器件采用包裹电极结构,既保留了与p-GaN表面的接触,又利用p-GaN/p-AlGaN异质结当中的二维空穴气,从而有利于提高量子效率。
设计并制备了大光敏面面积的AlGaN p-i-n型背照射日盲紫外探测器,光敏面面积为4.5mm×4.5mm,响应峰值在264nm,峰值响应率达到0.14A/W,零偏暗电流为4.8×10-13A,零偏电阻为5.0×1011Ω。
研究了深刻蚀钝化工艺,制备了3×3串联结构AlGaN背照射日盲紫外探测器,并进行了测试。在距离300W氙灯光源10cm处测试单个器件的光生电压达到1.5V,串联器件的光生电压随串联器件个数增加而增加,3×3串联结构AlGaN背照射日盲紫外探测器总的光生电压达到14.6V。并对光生电压的充放电进行了拟合,还对不同面积器件的光生电压大小进行了测试分析。
设计并制备了正照射串联结构的日盲紫外探测器,与背照射的器件对比,正照射器件在短波方面的响应率随波长的减小逐渐减小。