p-GaN层厚度对GaN基p-i-n结构紫外探测器性能的影响

研究了p-GaN层厚度对GaN基pin结构紫外探测器性能的影响.模拟计算表明：较厚的p-GaN层会减小器件的量子效率,然而同时也会减小器件的暗电流,较薄的p-GaN层会增加器件的量子效率,但是同时也增加了器件的暗电流.进一步的分析表明,金属和p-GaN之间的结电场是出现这种现象的根本原因.在实际的器件设计中,应该根据实际需要选择p型层的厚度. 关键词： GaN 紫外探测器 量子效率 暗电流     

一种减小GaN基肖特基结构紫外探测器暗电流的方法

提出了一种减小GaN肖特基结构紫外探测器暗电流的方法.该方法是在普通的GaN肖特基结构的表面增加一层薄的p-GaN.模拟计算结果表明,该层p-GaN能增加肖特基势垒高度,从而减小了器件的暗电流,提高了器件性能.进一步的计算还发现,对于p型载流子浓度较高的情况下,只需要很薄的一层p-GaN就能显著增加肖特基势垒高度,对于p型载流子浓度较低的情况下,则需要较厚的一层p-GaN才能有较好的肖特基势垒高度增加效果. 关键词： GaN 肖特基结构 紫外探测器 暗电流     

一种测量p-GaN载流子浓度的方法

提出了一种测量p-GaN载流子浓度的方法,其主要思想是利用p-n⁺结构GaN探测器长波和短波量子效率的差值随反向偏压的变化关系,找到p-GaN层刚好完全耗尽时的偏压,从而求出p-GaN层载流子浓度.模拟计算表明,该方法能够准确测量出p-GaN层的载流子浓度,而且受表面复合、欧姆接触影响很小.进一步研究了实际测量中如何选择p-GaN层厚度,计算结果表明,p-GaN层的优化厚度值随着p-GaN层的浓度增加而减小. 关键词： p-GaN 载流子浓度测量 紫外探测器     

ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN异质结LED的紫外电致发光

利用等离子体辅助分子束外延( P-MBE)技术制备了ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN异质结LED.Ni/Au电极与p-GaN、In电极与ZnMgO之间都形成了良好的欧姆接触.在ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN异质结器件中观察到了明显的整流特性.异质结的电致发光强度随着注入电流的增大而逐渐增强...     

AgO_x界面插入层对GZO电极LED器件性能的影响

采用磁控溅射的方法在p-GaN上制备了GZO透明导电薄膜,通过在p-GaN和GZO界面之间插入AgOx薄层来改善LED器件的接触性能。研究结果表明:氮气退火后,采用界面插入层的AgOx/GZO薄膜电阻率为5.8×10-4Ω.cm,在可见光的透过率超过80%。AgOx界面插入层有效地降低了GZO与p-GaN之间的接触势垒,表现出良好的欧姆接触特性,同时使LED器件的光电性能获得了显著的提高。在50 mA的注入电流下,相比于常规的GZO电极LED器件,AgOx/GZO电极LED器件的正向电压由9.68 V降至6.92 V,而发光强度提高了13.5%。     

表面化学处理和退火对p-GaN/ZnO:Ga接触特性的影响

ZnO∶Ga(GZO)透明电极沉积在p-GaN表面,用作透明电流扩展层。直接沉积在p-GaN上的p-GaN/GZO存在较大的势垒,容易形成肖特基接触,而良好的欧姆接触对功率LED器件至关重要。为了降低接触势垒,采用盐酸和氢氧化钠溶液对GaN表面进行去氧化层处理,并对p-GaN/GZO进行退火处理,研究表面处理和退火对p-GaN/GZO接触特性的影响。研究表明:碱性溶液处理有利于降低接触势垒;退火处理后,接触势垒略有增加。     

背照射和正照射p-i-n结构GaN紫外探测器的i-GaN和p-GaN厚度设计

研究了i-GaN和p-GaN厚度对背照射和正照射p-i-n结构GaN紫外探测器响应光谱的影响。模拟计算发现:对于背照射结构, 适当地减小i-GaN厚度有利于提高探测器的响应, 降低i-GaN层的本底载流子浓度也有利于提高探测器的响应;p-GaN的欧姆接触特性好坏对探测器的响应影响不大, 适当地增加p-GaN厚度可以改善探测器性能。而正照射结构则不同, i-GaN厚度对探测器的响应度影响不大, 但欧姆接触特性差将严重降低探测器的响应, 适当地减小p-GaN厚度可以大幅度改善探测器的响应特性。能带结构和入射光吸收的差别导致了正照射和背照射探测器结构中i层和p层厚度的选择和设计不同。     

Pd/p-GaN欧姆接触退化机理

近几年,Ⅲ-Ⅴ族半导体GaN由于其宽直接带隙,在高温、高功率器件方面得到了广泛研究。但是,目前GaN器件的性能依然受到了p型欧姆接触性能不良的限制,在长期使用过程或高温环境中激光器等器件性能退化严重。因此,获得性能优异的p-GaN接触仍然是一个巨大的挑战。虽然Pd基的金属体系已然在p-GaN获得了欧姆接触,但是Pd与GaN接触之后的微观结构及其高温特性尚不为人知。本文针对常用于p型GaN接触的第一层金属Pd材料,讨论了Pd/p-GaN接触界面的特性和退化机制。通过四探针测试仪、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)实验测试和分析对比,发现Pd/p-GaN界面受到氧气和温度影响的退化过程。高温退火在界面处促成Ga-Pd合金相生成利于形成良好的接触,但是在有氧参与的情况下,金属的氧化反应超越其他因素成为主导,致使界面和性能发生明显的退化。温度越高退化越严重,甚至表面形貌状态完全改变,由平滑的原子台阶形貌转化呈现出树枝状晶粒状态。因此,保持Pd与p-GaN界面清洁、控制界面的氧成分不仅是形成合金态获得良好接触的关键,而且也关系着器件的长期稳定和可靠,是防止器件性能衰减和退化要害所在。     

Ni插入层对Ag/p-GaN界面接触性能的影响机理

采用"牺牲Ni处理"的方法研究了Ni对Ag/p-GaN界面接触性能的影响机理。利用传输线法(TLM)、紫外分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)以及二次离子质谱仪(SIMS)等表征方式对Ag/p-GaN界面层光电性能进行了研究。结果表明,牺牲Ni处理后p-GaN表面仍会残留少量的Ni并以Ni_2O_3的形式存在;p-GaN表面Ga 2p3结合能峰位朝低能方向移动了0.3 eV,提高了Ag/p-GaN间的欧姆接触性能。我们认为,界面处的Ni会优先和p-GaN表面Ga_2O_3氧化物中的O结合形成Ni_2O_3,进而降低了p-GaN表面费米能级,提高了Ag/p-GaN之间的欧姆接触性能。     

基于Pt/GaN/AlGaN异质结高响应度双波段紫外探测器

提出一种在AlGaN基PIN器件的p-GaN表面上沉积Pt,形成肖特基势垒(SB)-PIN异质结器件,器件的能带和载流子的输运发生了变化,这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测,可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下,工作模式为光伏探测,当入射光功率密度为100μW/cm²,偏置电压为-10 V时,器件得到最大响应度(0.12 A/W);当偏置电压为-0.5 V时,器件得到最大探测率(1.0×10¹³ cm·Hz^1/2·W^-1)。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器,当偏置电压为+10 V时,用275 nm和365 nm波长的紫外光照射(光功率密度为100μW/cm²),器件的响应度分别为10 A/W和14 A/W,外量子效率分别为4500%和4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。