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     

结构参数对GaN肖特基紫外探测器性能的影响及器件设计

研究了GaN肖特基结构(n^--GaN /n⁺-GaN)紫外探测器的结构参数对器件性能的影响机理。模拟计算结果表明:提高肖特基势垒高度和减小表面复合速率,不仅可以增加器件的量子效率,而且可以极大地减小器件的暗电流;适当地增加n^--GaN层厚度和载流子浓度可以提高器件的量子效率,但减小n^--GaN层的载流子浓度却有利于减小器件的暗电流。我们针对实际应用的需要,提出了一个优化器件结构参数的设计方案,特别是如果实际应用中对器件的量子效率和暗电流都有较高的要求,肖特基势垒高度应该≥0.8 eV,n^--GaN层的厚度≥200 nm,载流子浓度1×10¹⁷ cm^-3 左右,表面复合速率＜1×10⁷ cm/s。     

以弱p型为有源区的新型p-n结构GaN紫外探测器

提出了以弱p型（p^－-GaN）为有源区的p-n结构GaN紫外探测器.由于弱p型层的载流子浓度较低,很容易增加耗尽区的宽度,从而可以增加器件的量子效率.通过模拟计算,研究了金属与p^－-GaN层的肖特基接触势垒高度、p^－-GaN层厚度等参数对器件性能的影响.研究结果表明,降低金属与p^－-GaN层的接触势垒高度、适当减小p^－-GaN层厚度能够实现有源层方向单一的内建电场,从而提高器件的量子效率.要制备出 关键词： 弱p型GaN 紫外探测器 量子效率     

一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器

提出了一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器.该结构在常规的GaN肖特基结构紫外探测器上外加了一层禁带宽度更大的n型AlGaN层，模拟计算结果表明：与常规器件结构相比，该结构能有效地减小表面复合的影响，提高了器件的量子效率.进一步地研究结果还表明：采取较薄、载流子浓度较高的AlGaN层更有利于提高这种新结构器件的量子效率. 关键词： GaN 肖特基结构 紫外探测器 AlGaN     

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     

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。     

GaN基p-i-n和肖特基紫外探测器的响应光谱及暗电流特性

研究了p-i-n型和肖特基型Ga N基紫外探测器的响应光谱和暗电流特性。实验发现,随着p-Ga N层厚度的增加,p-i-n型紫外探测器的响应度下降,并且在短波处下降更加明显。肖特基探测器的响应度明显比pi-n结构高,主要是由于p-Ga N层吸收了大量的入射光所致。肖特基型紫外探测器的暗电流远远大于p-i-n型紫外探测器的暗电流,和模拟结果基本一致,主要是肖特基型探测器是多子器件,而p-i-n型探测器是少子器件。要制备响应度大、暗电流小的高性能Ga N紫外探测器,最好采用p-Ga N层较薄的p-i-n结构。     

器件参数对GaN基n~+-GaN/i-Al_x Ga_(1-x)N/n~+-GaN结构紫外和红外双色探测器中紫外响应的影响

研究了AlGaN层参数对GaN基n+-GaN/i-AlxGa1-xN/n+-GaN结构紫外和红外双色探测器中紫外响应的影响规律及物理机制.模拟计算发现:降低AlGaN层本底载流子浓度会增加器件的量子效率,当本底载流子浓度不能进一步降低时,可以通过减小AlGaN层的厚度以保证器件的量子效率.在材料生长和器件工艺过程中都应减少界面态.外加较小的反向偏压能大幅度提高紫外量子效率,分析表明,GaN/AlGaN/GaN形成的两个背靠背、方向相反的异质结电场是出现这些现象的根本原因.在实际器件设计中,应该根据需要调节各结构参数,以保证器件的量子效率.     

n-GaN肖特基势垒光敏器件的电子辐照效应

本文主要研究了n型GaN肖特基紫外光敏器件(包括GaN肖特基势垒紫外探测器,GaN肖特基二极管)的电子辐照效应和失效机理,以及辐照后二极管对不同波长光的光敏特性的变化。从实验中观测到,随着辐照注量的不断增加,GaN光敏器件的击穿电压明显减小,反向漏电流逐渐增大。证实了辐照后Au/GaN间产生的界面态是引起GaN肖特基势垒光敏器件辐照失效的原因。另外,在研究辐照效应对GaN肖特基二管光敏特性的影响时观测到,经过一定剂量的辐照后,GaN肖特基二管能探测到380nm的紫外光和可见光,而在辐照以前,它是探测不到的。这说明辐照效应将导致肖特基势垒光敏器件对较长波长的吸收,使得UV探测器中可见光成分的背景噪声增加。     

GaN基紫外探测器的研究与制备

报道了用MOCVD方法在GaAs衬底上制作p-GaN/InGaN/n-GaN结构紫外探测器.我们对器件进行了测试分析.根据器件光伏信号强度和相位的测量结果,我们得到了该器件的能带结构图.我们还发现Ni/Au电极与p-GaN之间的接触表现出肖特基接触的特性.该探测器在入射光波长为375nm处的响应度大约为7.4×10-3A/W.     

Performance Improvement of GaN Based Schottky Barrier Ultraviolet Photodetector by Adding a Thin A1GaN Window Layer

We propose a new structure of GaN based Schottky barrier ultraviolet photodetector, in which a thin n-type A1GaN window layer is added on the conventional n^--GaN/n^＋-GaN device structure. The performance of the Schottky barrier ultraviolet photodetector is found to be improved by the new structure. The simulation result shows that the new structure can reduce the negative effect of surface states on the performance of Schottky barrier GaN photodetectors, improving the quantum efficiency and decreasing the dark current. The investigations suggest that the new photodetector can exhibit a better responsivity by choosing a suitably high carrier concentration and thin thickness for the A1GaN window layer.     

Nitride-based ultraviolet Schottky barrier photodetectors with LT-AlN cap layers

We present the characteristics of novel GaN-based ultraviolet (UV) Schottky barrier photodetectors (PDs) with a low-temperature (LT-)AlN cap layer. Comparing them with conventional Schottky barrier PDs, it was found that we achieved smaller dark current and larger UV to visible rejection ratio from the PDs with the LT-AlN cap layer. The dark leakage current for the Schottky barrier PDs with the LT-AlN cap layer was shown to be about four orders of magnitude smaller than that for the conventional Schottky barrier PDs. With −5 V applied bias, the measured responsivity and UV to visible rejection ratio are 0.16 A /W and 7.74×10² for the Schottky barrier PDs with the LT-AlN cap layer, respectively. This result can be attributed to the thicker and higher potential barrier when the LT-AlN cap layer was inserted.