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应用光学 2016年第5期37卷 651-656页

作者：李勇李刚沈洪斌钟文忠李亮河南质量工程职业学院军械工程学院电子与光学工程系中国人民解放军61699部队

对基于InGaAs材料体系的金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,msm)光电探测器进行设计,并对其暗电流、光电流、电容以及截止频率等性能参数进行仿真。通过添加InAlAs肖特基势垒增强层,将探测器的暗电流减小到了pA量级。仿真结... 详细信息

对基于InGaAs材料体系的金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,msm)光电探测器进行设计,并对其暗电流、光电流、电容以及截止频率等性能参数进行仿真。通过添加InAlAs肖特基势垒增强层,将探测器的暗电流减小到了pA量级。仿真结果表明,探测器在光照下有明显的光响应,通过合理设计器件结构,探测器的工作频率可以达到1.5THz。制备了探测器样品,并对其暗电流和光响应进行了测试,测试结果与仿真结果基本吻合。

关键词：光通信 msm探测器肖特基势垒暗电流

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GaN基金属-半导体-金属探测器

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Journal of Semiconductors 2007年第Z1期28卷 588-590页

作者：刘文宝孙苋王小兰张爽刘宗顺赵德刚杨辉中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院半导体研究所北京100083

采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出非故意掺杂的GaN外延层,并在GaN层上制作Ni/Au肖特基电极形成金属-半导体-金属(msm)结构的探测器.对探测器暗电流进行了测试分析,发现在大电压下老化以后暗电流减小,小电压下出现电流反向,经白光照射... 详细信息

采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出非故意掺杂的GaN外延层,并在GaN层上制作Ni/Au肖特基电极形成金属-半导体-金属(msm)结构的探测器.对探测器暗电流进行了测试分析,发现在大电压下老化以后暗电流减小,小电压下出现电流反向,经白光照射后能够恢复.光谱响应测量中发现带隙内368nm处有光电导性质的异常峰值响应,808nm的激光对其有明显的淬灭作用,并根据陷阱模型对这些现象做出了解释.

关键词： GaN msm探测器暗电流光谱响应陷阱模型

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脉冲激光沉积氧化镓薄膜的光电特性及相关器件的研究

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作者：李世韦厦门理工学院

学位级别：硕士

氧化镓具有较宽的禁带宽度,结构相对稳定,是具备优良光电特性的透明氧化物半导体材料。在日盲探测器、功率整流器、场效应晶体管、气敏传感器、发光二极管和太阳能电池等方面应用越来越广泛。目前第三代半导体材料以氮化镓和碳化硅为主... 详细信息

氧化镓具有较宽的禁带宽度,结构相对稳定,是具备优良光电特性的透明氧化物半导体材料。在日盲探测器、功率整流器、场效应晶体管、气敏传感器、发光二极管和太阳能电池等方面应用越来越广泛。目前第三代半导体材料以氮化镓和碳化硅为主导,但是其击穿电压相对较低,限制了其在高功率器件的应用。近年来,氧化镓作为一种高性能、经济可行的超宽带隙半导体被广泛应用于电力电子和紫外光电子领域。其临界场强较大(理论值高达:8 MV/cm),由于光学各向异性,其禁带范围4.5-5.3 e V,可用于高功率电力电子器件,在不久的将来,有望成为第三代半导体主要材料。本文使用脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,PLD)技术在不同温度下(室温-800℃)在C面蓝宝石(AlO)衬底上制备了氧化镓薄膜(GaO),并对非晶氧化镓薄膜进行了退火研究,探讨不同退火温度(400-1000℃)和气氛(氧气,氮氢气混合气体)对非晶氧化镓薄膜的影响。利用X射线衍射仪(XRD)对薄膜晶体结构进行表征,原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜表面形貌分析,采用椭偏仪(SE)、紫外-可见光分度计(UV-Vis)对薄膜光学性质分析,研究不同生长温度、不同退火温度及气氛对薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质的影响。并对氧化镓msm结构探测器进行仿真分析。本文可以分为以下几个部分:(1)为研究脉冲激光沉积氧化镓薄膜机理,使用脉冲激光沉积技术在室温-800℃下制备了氧化镓薄膜。随着生长温度的升高,沉积速率下降,在400℃以内沉积速率下降平缓,450℃以上沉积速率下降较快,并呈线性减小的趋势。相近薄膜厚度下,随着衬底温度的升高,薄膜结晶质量变好;在相同脉冲激光次数下,薄膜越薄,结晶质量越差。(2)为研究退火温度对氧化镓薄膜的影响,将(1)中未结晶的样品进行热退火处理。通过不同温度(400-1000℃)和气氛(氧气、氮氢混合气)热退火均可得到单晶β-GaO。结果表明,室温生长的薄膜质量较差,即使退火温度高达1000℃下其薄膜结晶程度依然较差;400℃生长的薄膜在氧气氛围下退火,温度为700℃即可获得结晶程度较好的β-GaO薄膜;氮氢混合气氛围下,400℃生长的薄膜在退火温度为500℃即可获得高质量的单晶β-GaO。退火温度在900℃以上发现有Al元素的存在;同时发现,使用氮氢混合气退火,在温度800℃以上会抑制氧化镓薄膜的结晶。(3)结合上述实验结果,基于Silvaco TCAD对氧化镓msm结构(金属-半导体-金属)探测器进行仿真。通过改变光学带隙(4.8-5.4 eV)研究器件性能,结果发现,随着光学带隙的增加,探测器最大光电流随着光学带隙的增大而减小,所有探测器光暗电流之比都高达10倍。Silvaco TCAD仿真结论证明氧化镓材料制备的msm结构探测器具备良好性能,给实际应用和研究带来了重要的参考价值,为制备氧化镓msm探测器带来了理论依据。

关键词：脉冲激光沉积技术氧化镓薄膜氧气退火氮氢混合气退火 msm探测器

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