氧分压对a-Ga_(2)O_(3)基日盲紫外光电探测器性能的影响研究

非晶氧化镓(a-Ga_(2)O_(3))基日盲紫外光电探测器的性能与a-Ga_(2)O_(3)薄膜内的氧空位有关,氧空位的浓度制约着探测器的响应度和响应速度。为了在探测器的响应度和响应速度之间达到平衡,本文通过微调射频磁控溅射过程中的氧分压,调控薄膜内的氧空位浓度,并在此基础上成功制备金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,MSM)型日盲紫外探测器。研究结果显示,通过掺入氧气能减少薄膜内的氧空位,改善薄膜的致密度。适当条件的氧分压可以使探测器在维持良好响应度的前提下,同时拥有较快的响应速度,在两种互相制约的特性上达到了平衡。特别地,在3%氧分压条件下制备得到的日盲探测器在254 nm、80μW/cm^(2)的紫外光照射下具有2.6 A/W的响应度以及2.2 s/0.96 s的快速响应速度。

非晶氧化镓基日盲紫外探测器的研究进展

日盲紫外探测在空间安全通信、臭氧空洞监测、导弹来袭告警等民用与军事领域有着广阔的应用场景和特定的市场价值。氧化镓(Ga_(2)O_(3))具有超宽的带隙(4.4~5.3 eV),几乎覆盖整个日盲波段,被认为是构筑日盲紫外探测器的理想材料之一。相较于单晶和外延氧化镓材料,非晶氧化镓(a-Ga_(2)O_(3))的制备温度更低,工艺相对简单,且衬底的适用范围更广,因此近些年成为Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测领域新的研究热点。本文旨在对a-Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测器的研究进展与现状进行介绍。首先介绍了a-Ga_(2)O_(3)的基本特性以及几种常见的制备方法,进而介绍了各种适用的器件类型、结构及性能。目前,a-Ga_(2)O_(3)基日盲紫外探测器主要分为MSM型、结型、TFT型和阵列型等几大类,通过器件结构优化,进一步提升探测性能。其中,MSM型器件结构简单,响应度高,应用最为广泛;结型器件通过构建肖特基结和异质结等,具有响应速度快、暗电流低和自供电的特点;TFT型器件能够在抑制暗电流的同时放大增益,且可以通过施加栅压脉冲来提升响应速度;阵列型器件主要用于大面积成像。最后,本文对a-Ga_(2)O_(3)日盲紫外探测器未来的发展趋势进行了总结和展望。