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4H-SiC同质外延生长工艺概述
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作者 李建涛 李佳 芦伟立 《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》 2023年第1期0050-0053,共4页
宽禁带碳化硅材料相比于硅具有许多优异的性能,因此引起了世界的广泛关注。然而,如何制备出高质量和低缺陷密度的外延层材料仍是近些年研究的重点和难点。本文详细地介绍了碳化硅外延材料生长工艺过程,同时对外延生长过程中的关键工艺参... 宽禁带碳化硅材料相比于硅具有许多优异的性能,因此引起了世界的广泛关注。然而,如何制备出高质量和低缺陷密度的外延层材料仍是近些年研究的重点和难点。本文详细地介绍了碳化硅外延材料生长工艺过程,同时对外延生长过程中的关键工艺参数,如生长温度、硅氢比、碳硅比和氯硅比等对外延层结晶质量、缺陷水平以及厚度和掺杂浓度均匀性的影响进行了分析和讨论。其目的在于深入理解外延过程中的工艺参数对外延层的影响,通过对工艺参数的优化,制备出高质量的碳化硅外延材料,全面满足大功率电力电子器件的需求。 展开更多
关键词 碳化硅 工艺参数 外延
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SiC同质外延材料表面形貌缺陷研究
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作者 芦伟立 李佳 +1 位作者 崔波 冯志红 《中国标准化》 2019年第S01期50-53,共4页
本文针对SiC同质外延材料中的表面形貌缺陷展开研究,使用共聚焦表面缺陷分析仪对外延材料表面缺陷进行表征测试和统计。根据三角形缺陷的结构和形貌特征,分析三角形缺陷的产生机制和延伸模型,系统研究了刻蚀气体HCl流量对SiC外延材料表... 本文针对SiC同质外延材料中的表面形貌缺陷展开研究,使用共聚焦表面缺陷分析仪对外延材料表面缺陷进行表征测试和统计。根据三角形缺陷的结构和形貌特征,分析三角形缺陷的产生机制和延伸模型,系统研究了刻蚀气体HCl流量对SiC外延材料表面三角形缺陷的影响,结果表明刻蚀气体流量和时间对三角形缺陷影响明显,在HCl流量为100mL/min时,4英寸SiC外延材料表面三角形缺陷密度最低,达到0.85/cm^(2)。结合KOH腐蚀工艺,研究胡萝卜位错的产生机理,通过优化SiC外延生长速率,实现SiC外延材料胡萝卜缺陷密度有效降低至0.2/cm^(2)以下。 展开更多
关键词 SIC 外延材料 三角形缺陷 胡萝卜缺陷
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基于GaN同质衬底的高迁移率AlGaN/GaNHEMT材料 被引量:10
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作者 张志荣 房玉龙 +8 位作者 尹甲运 郭艳敏 王波 王元刚 李佳 芦伟立 高楠 刘沛 冯志红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期211-218,共8页
研究了表面预处理对GaN同质外延的影响,获得了高电子迁移率AlGaN/GaN异质结材料.通过NH_3/H_2混合气体与H_2交替通入反应室的方法对GaN模板和GaN半绝缘衬底进行高温预处理.研究结果表明,NH_3/H_2能够抑制GaN的分解,避免粗糙表面,但不利... 研究了表面预处理对GaN同质外延的影响,获得了高电子迁移率AlGaN/GaN异质结材料.通过NH_3/H_2混合气体与H_2交替通入反应室的方法对GaN模板和GaN半绝缘衬底进行高温预处理.研究结果表明,NH_3/H_2能够抑制GaN的分解,避免粗糙表面,但不利于去除表面的杂质,黄光带峰相对强度较高;H_2促进GaN分解,随时间延长GaN分解加剧,导致模板表面粗糙不平,AlGaN/GaN HEMT材料二维电子气迁移率降低.采用NH_3/H_2混合气体与H_2交替气氛模式处理模板或衬底表面,能够清洁表面,去除表面杂质,获得平滑的生长表面和外延材料表面,有利于提高AlGaN/GaN HEMT材料电学性能.在GaN衬底上外延AlGaN/GaN HEMT材料,2DEG迁移率达到2113 cm^2/V·s,电学性能良好. 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积 氮化镓 热处理 同质外延
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蓝宝石衬底上化学气相沉积法生长石墨烯 被引量:8
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作者 刘庆彬 蔚翠 +4 位作者 何泽召 王晶晶 李佳 芦伟立 冯志红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第3期787-792,共6页
化学气相沉积(CVD)法是制备大面积、高质量石墨烯材料的主要方法之一,但存在衬底转移和碳固溶等问题,本文选用蓝宝石衬底弥补了传统CVD法的不足。利用CVD法在蓝宝石衬底上生长石墨烯材料,研究生长温度对石墨烯表面形貌和晶体质量的影响... 化学气相沉积(CVD)法是制备大面积、高质量石墨烯材料的主要方法之一,但存在衬底转移和碳固溶等问题,本文选用蓝宝石衬底弥补了传统CVD法的不足。利用CVD法在蓝宝石衬底上生长石墨烯材料,研究生长温度对石墨烯表面形貌和晶体质量的影响。原子力显微镜(AFM)、光学显微镜(OM)、拉曼光谱和霍尔测试表明,低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。研究氢气和碳源对蓝宝石衬底表面刻蚀作用机理,发现氢气对蓝宝石衬底有刻蚀作用,而单纯的碳源不能对衬底产生刻蚀效果。在1200℃下,直径为50 mm的晶圆级衬底上获得平整度和质量相对较好的石墨烯材料,室温下载流子迁移超过1000 cm^2?V^(-1)?s^(-1)。 展开更多
关键词 石墨烯 蓝宝石 化学气相沉积法 生长温度 刻蚀机理
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4H-SiC同质外延材料中基矢面位错研究
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作者 李佳 蔚翠 +3 位作者 刘庆彬 芦伟立 冯志红 杨霏 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期938-941,共4页
在偏向<11-20>晶向8°的半绝缘4H-SiC(0001)面衬底上生长了n型和p型SiC外延材料,在熔融KOH腐蚀液中对外延材料进行腐蚀,使用扫描电子显微镜和光学显微镜对腐蚀后的外延材料进行了测试表征,分析了基矢面位错在SiC外延材料中的... 在偏向<11-20>晶向8°的半绝缘4H-SiC(0001)面衬底上生长了n型和p型SiC外延材料,在熔融KOH腐蚀液中对外延材料进行腐蚀,使用扫描电子显微镜和光学显微镜对腐蚀后的外延材料进行了测试表征,分析了基矢面位错在SiC外延材料中的转化和延伸理论机制,并讨论了不同导电类型的SiC材料在熔融KOH腐蚀液中的腐蚀机制。结果表明基矢面位错在n型SiC外延材料中更容易得到延伸,而在p型SiC外延材料中转化为刃位错;n型SiC在熔融KOH中的腐蚀,是电化学腐蚀占主导、各向同性的腐蚀过程,而p型SiC表现出各向异性的腐蚀特性。 展开更多
关键词 SIC KOH 外延 基矢面位错(BPD) 腐蚀
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6英寸SiC单晶质量对GaN外延薄膜的影响
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作者 房玉龙 张志荣 +4 位作者 尹甲运 王波 芦伟立 高楠 陈秀芳 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第5期381-385,共5页
大直径高质量SiC衬底对提高SiC和GaN器件的良率、降低器件成本具有重要意义。然而,随着单晶直径的扩大,如何实现衬底片内单晶质量均匀性是亟需解决的问题之一。使用数值模拟软件构建了两种生长模型并研究其温场分布,模拟结果表明微凸温... 大直径高质量SiC衬底对提高SiC和GaN器件的良率、降低器件成本具有重要意义。然而,随着单晶直径的扩大,如何实现衬底片内单晶质量均匀性是亟需解决的问题之一。使用数值模拟软件构建了两种生长模型并研究其温场分布,模拟结果表明微凸温场生长的晶体外形更加平整。对两个批次的6英寸(1英寸=2.54 cm)SiC单晶衬底分别进行了(004)面X射线摇摆曲线全图扫描,评价了衬底结晶质量,并在衬底上进行了GaN外延生长。结果表明,采用结晶质量好且均匀的SiC单晶衬底,外延生长的GaN质量更高。 展开更多
关键词 6英寸 SIC衬底 摇摆曲线 单晶质量均匀性 GaN外延
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势垒层Al组分呈台阶梯度的AlGaN/GaN异质结构场效应晶体管
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作者 房玉龙 张志荣 +5 位作者 尹甲运 王波 高楠 芦伟立 陈宏泰 牛晨亮 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第5期399-403,共5页
设计并制备了AlGaN势垒层中Al组分呈线性梯度分布和呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN结构材料及其异质结构场效应晶体管(HFET),测试了基于两种结构材料的HFET器件性能。分析发现,两种结构HFET的阈值电压分别为-9.5和-3.2 V,在1 V栅偏压下,峰... 设计并制备了AlGaN势垒层中Al组分呈线性梯度分布和呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN结构材料及其异质结构场效应晶体管(HFET),测试了基于两种结构材料的HFET器件性能。分析发现,两种结构HFET的阈值电压分别为-9.5和-3.2 V,在1 V栅偏压下,峰值漏极电流密度分别达到684 mA/mm和600 mA/mm,峰值跨导分别达到102 mS/mm和167 mS/mm。通过分析随机半径上的峰值跨导分布发现,对于势垒层Al组分呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN异质结构,由于每个AlGaN台阶层都是独立的,并且在外延过程中可以独立控制生长,其外延材料的方块电阻和HFET峰值跨导的相对标准偏差分别低至0.71%和0.7%,优于势垒层Al组分呈线性梯度分布的AlGaN/GaN结构及其HFET,这对后续规模化应用时的工艺控制和均匀性控制提供了便利。AlGaN/GaN台阶梯度异质结构的分层生长模式更有利于每层的独立优化。这种台阶梯度结构有望促进GaN器件在无线通信领域的规模化应用。 展开更多
关键词 台阶梯度异质结 氮化镓(GaN) 异质结场效应晶体管(HFET) 均匀性 无线通信
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基于三氯硅烷的高质量4H-SiC多片外延生长 被引量:2
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作者 卜爱民 房玉龙 +8 位作者 李佳 芦伟立 赵丽霞 杨龙 尹甲运 刘沛 冯志红 陈秉克 蔡树军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期228-232,共5页
使用三氯硅烷(TCS)作为含氯生长源,在多片外延设备生长了高质量的4H-SiC外延材料。研究了原位预刻蚀气体HCl流量和刻蚀时间对SiC外延材料表面三角形缺陷的影响,使用光学显微镜和表面缺陷分析仪对SiC外延材料表面缺陷进行表征测试和统... 使用三氯硅烷(TCS)作为含氯生长源,在多片外延设备生长了高质量的4H-SiC外延材料。研究了原位预刻蚀气体HCl流量和刻蚀时间对SiC外延材料表面三角形缺陷的影响,使用光学显微镜和表面缺陷分析仪对SiC外延材料表面缺陷进行表征测试和统计,使用傅里叶红外测试仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对外延材料表面形貌进行表征。结果表明,预刻蚀气体体积流量和时间对4英寸SiC外延材料表面三角形缺陷影响明显,随着HCl体积流量和时间的增加,材料表面的三角形缺陷密度先减小后增加,在HCl流量为100 m L/min、刻蚀时间为20 min时,三角形缺陷密度最低达到0.47cm-2。此外,通过调整C/Si比和载气体积流量等参数,使4英寸SiC外延材料掺杂浓度不均匀性和厚度不均匀性均得到有效改善,结果表明该外延片质量满足SiC电力电子器件的应用。 展开更多
关键词 SIC 外延 三氯硅烷(TCS) 缺陷 不均匀性
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温度对硅衬底上生长石墨烯的影响 被引量:1
9
作者 刘庆彬 蔚翠 +4 位作者 何泽召 王晶晶 李佳 芦伟立 冯志红 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期852-856,共5页
通过化学气相沉积(CVD)法在Si衬底上制备石墨烯薄膜,研究了生长温度对薄膜的影响以及石墨烯生长机理。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、喇曼光谱、光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子谱(XPS)表征石墨... 通过化学气相沉积(CVD)法在Si衬底上制备石墨烯薄膜,研究了生长温度对薄膜的影响以及石墨烯生长机理。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、喇曼光谱、光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子谱(XPS)表征石墨烯材料。结果表明,生长温度越高,越有利于Si衬底上石墨烯薄膜的形成和连续。生长过程中,C原子渗入Si衬底表层,在其表面优先形成3C-SiC缓冲层,随后在缓冲层表面重构形成石墨烯。在Si衬底上沉积SiO_2和Si_3N_4覆盖层,发现生长过程中不再出现3C-SiC缓冲层。随着生长温度的增加,石墨烯薄膜缺陷降低,薄膜与衬底之间为范德华力。生长温度1 100℃下结晶质量最好。 展开更多
关键词 石墨烯 硅衬底 化学气相沉积(CVD)法 生长温度 生长机理
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表面预处理对石墨烯上范德瓦耳斯外延生长GaN材料的影响
10
作者 王波 房玉龙 +6 位作者 尹甲运 刘庆彬 张志荣 郭艳敏 李佳 芦伟立 冯志红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期230-235,共6页
基于范德瓦耳斯外延生长的氮化镓/石墨烯材料异质生长界面仅靠较弱的范德瓦耳斯力束缚,具有低位错、易剥离等优势,近年来引起了人们的广泛关注.采用NH_3/H_2混合气体对石墨烯表面进行预处理,研究了不同NH_3/H_2比对石墨烯表面形貌、拉... 基于范德瓦耳斯外延生长的氮化镓/石墨烯材料异质生长界面仅靠较弱的范德瓦耳斯力束缚,具有低位错、易剥离等优势,近年来引起了人们的广泛关注.采用NH_3/H_2混合气体对石墨烯表面进行预处理,研究了不同NH_3/H_2比对石墨烯表面形貌、拉曼散射的影响,探讨了石墨烯在NH_3和H_2混合气氛下的表面预处理机制,最后在石墨烯上外延生长了1.6μm厚的GaN薄膜材料.实验结果表明:石墨烯中褶皱处的C原子更容易与气体发生刻蚀反应,刻蚀方向沿着褶皱进行;适当NH_3/H_2比的混合气体对石墨烯进行表面预处理可有效改善石墨烯上GaN材料的晶体质量.本研究提供了一种可有效提高GaN晶体质量的石墨烯表面预处理方法,可为进一步研究二维材料上高质量的GaN外延生长提供参考. 展开更多
关键词 石墨烯 氮化镓 范德瓦耳斯外延 表面预处理
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4英寸GaN衬底MOCVD外延高质量AlGaN/GaN HEMT材料研究分析
11
作者 高楠 房玉龙 +5 位作者 王波 张志荣 尹甲运 芦伟立 陈宏泰 牛晨亮 《标准科学》 2023年第S01期210-214,共5页
本文对金属有机物化学气相淀积法在4英寸GaN衬底上生长出的高质量AlGaN/GaN HEMT外延材料进行了研究分析。生长过程采用NH_(3)/H_(2)混合气体及H_(2)交替通入的方法对衬底表面进行了预处理,阻隔了界面杂质的扩散。得益于衬底与外延的高... 本文对金属有机物化学气相淀积法在4英寸GaN衬底上生长出的高质量AlGaN/GaN HEMT外延材料进行了研究分析。生长过程采用NH_(3)/H_(2)混合气体及H_(2)交替通入的方法对衬底表面进行了预处理,阻隔了界面杂质的扩散。得益于衬底与外延的高度晶格匹配,GaN材料的螺位错密度降低到1.4×10^(7)cm^(-2),刃位错密度降低到3.0×10^(6)cm^(-2);非接触霍尔测试仪结果显示二维电子气迁移率为2159 cm^(2)/V·s,说明制备的材料晶体质量高且电学性能优异。此外,由于衬底与外延之间不存在热失配,使用拉曼光谱仪发现同质外延的Ga N E2(TO)峰位与衬底的E2(TO)峰位完全重合,表明同质外延过程中无应力应变产生。 展开更多
关键词 GaN衬底 AlGaN/GaN HEMT
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熔融KOH腐蚀4H-SiC外延层的研究
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作者 钮应喜 芦伟立 +5 位作者 王方方 王嘉铭 杨霏 李佳 冯志红 王永维 《智能电网》 2015年第12期1164-1167,共4页
SiC作为一种宽禁带半导体材料,在高温、高压和大功率应用领域具有巨大的应用潜力,可促进全球能源互联网建设。掌握SiC材料缺陷控制技术以及对缺陷的表征和统计是SiC电力电子器件发展的必要前提。使用熔融KOH对4H-SiC外延层进行腐蚀处理... SiC作为一种宽禁带半导体材料,在高温、高压和大功率应用领域具有巨大的应用潜力,可促进全球能源互联网建设。掌握SiC材料缺陷控制技术以及对缺陷的表征和统计是SiC电力电子器件发展的必要前提。使用熔融KOH对4H-SiC外延层进行腐蚀处理,分析腐蚀机制,并研究腐蚀温度和时间对外延层中缺陷的影响。通过光学显微镜对外延层中缺陷进行观察,研究位错腐蚀坑形成机制,并根据腐蚀坑形貌进行分类,获得4H-SiC外延层腐蚀的最优温度以及腐蚀时间与缺陷腐蚀坑形貌的关系。 展开更多
关键词 SIC 外延 腐蚀
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Radio-Frequency Performance of Epitaxial Graphene Field-Effect Transistors on Sapphire Substrates 被引量:1
13
作者 刘庆彬 蔚翠 +6 位作者 李佳 宋旭波 何泽召 芦伟立 顾国栋 王元刚 冯志红 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2014年第7期210-213,共4页
We report dc and the first-ever measured small signal rf performance of epitaxial graphene field-effect transistors (GFETs), where the epitaxial graphene is grown by chemical vapor deposition (CVD) on a 2-inch c-p... We report dc and the first-ever measured small signal rf performance of epitaxial graphene field-effect transistors (GFETs), where the epitaxial graphene is grown by chemical vapor deposition (CVD) on a 2-inch c-plane sapphire substrate. Our epitaxial graphene material has a good flatness and uniformity due to the low carbon concentration during the graphene growth. With a gate length Lg = 100 nm, the maximum drain source current Ids and peak transconductance gm reach 0.92 A/mm and 0.143 S/mm, respectively, which are the highest results reported for GFETs directly grown on sapphire. The extrinsic cutoff frequency (fT) and maximum oscillation frequency (fmax) of the device are 12 GHz and 9.5 GHz, and up to 32 GHz and 21.5 GHz after de-embedding, respectively. Our work proves that epitaxial graphene on sapphire substrates is a promising candidate for rf electronics. 展开更多
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High temperature characteristics of bilayer epitaxial graphene field-effect transistors on SiC Substrate
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作者 何泽召 杨克武 +6 位作者 蔚翠 刘庆彬 王晶晶 李佳 芦伟立 冯志红 蔡树军 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第6期463-467,共5页
In this paper,high temperature direct current(DC) performance of bilayer epitaxial graphene device on SiC substrate is studied in a temperature range from 25℃ to 200℃.At a gate voltage of-8 V(far from Dirac point... In this paper,high temperature direct current(DC) performance of bilayer epitaxial graphene device on SiC substrate is studied in a temperature range from 25℃ to 200℃.At a gate voltage of-8 V(far from Dirac point),the drainsource current decreases obviously with increasing temperature,but it has little change at a gate bias of +8 V(near Dirac point).The competing interactions between scattering and thermal activation are responsible for the different reduction tendencies.Four different kinds of scatterings are taken into account to qualitatively analyze the carrier mobility under different temperatures.The devices exhibit almost unchanged DC performances after high temperature measurements at 200℃ for 5 hours in air ambience,demonstrating the high thermal stabilities of the bilayer epitaxial graphene devices. 展开更多
关键词 epitaxial graphene field-effect transistor high temperature characteristics
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溅射ScAlN对6英寸蓝宝石衬底上GaN HEMT的曲率影响
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作者 王波 房玉龙 +6 位作者 尹甲运 张志荣 李佳 芦伟立 高楠 牛晨亮 陈宏泰 《标准科学》 2022年第S01期224-228,共5页
随着衬底尺寸的增大以及外延层厚度的增加,由晶格失配和热膨胀系数失配导致的晶圆弯曲和开裂的问题将越发突出。本文采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术分别在AlN/蓝宝石衬底和ScAlN/蓝宝石衬底上外延生长了GaN,用原子力显微镜、X... 随着衬底尺寸的增大以及外延层厚度的增加,由晶格失配和热膨胀系数失配导致的晶圆弯曲和开裂的问题将越发突出。本文采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术分别在AlN/蓝宝石衬底和ScAlN/蓝宝石衬底上外延生长了GaN,用原子力显微镜、X射线双晶衍射仪、拉曼光谱、弯曲度测试仪等设备进行了对比分析。实验结果表明,AlN/蓝宝石衬底和ScAlN/蓝宝石衬底上的GaN材料弯曲度值分别为52.6um和29.7um。相较于AlN/蓝宝石衬底,ScAlN/蓝宝石衬底上的GaN材料的弯曲度明显降低,更有利于外延材料生长及器件工艺制备。 展开更多
关键词 氮化镓 ScAlN 曲率 6英寸AlN/蓝宝石模板
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Improvement of Metal-Graphene Ohmic Contact Resistance in Bilayer Epitaxial Graphene Devices
16
作者 何泽召 杨克武 +5 位作者 蔚翠 李佳 刘庆彬 芦伟立 冯志红 蔡树军 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2015年第11期118-121,共4页
We report on an improved metal-graphene ohmic contact in bilayer epitaxial graphene on a SiC substrate with contact resistance below 0.1 Ω.mm. Monolayer and bilayer epitaxial graphenes are prepared on a 4HoSiC substr... We report on an improved metal-graphene ohmic contact in bilayer epitaxial graphene on a SiC substrate with contact resistance below 0.1 Ω.mm. Monolayer and bilayer epitaxial graphenes are prepared on a 4HoSiC substrate in this work. Their contact resistances are measured by a transfer length method. An improved photoresist-free device fabrication method is used and is compared with the conventional device fabrication method. Compared with the monolayer graphene, the contact resistance Rc of bilayer graphene improves from an average of 0.24Ω·mm to 0. 1 Ωmm. Ohmic contact formation mechanism analysis by Landauer's approach reveals that the obtained low ohmic contact resistance in bilayer epitaxial graphene is due to their high carrier density high carrier transmission probability, and p-type doping introduced by contact metal Au. 展开更多
关键词 Improvement of Metal-Graphene Ohmic Contact Resistance in Bilayer Epitaxial Graphene Devices
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Large-area 4H-SiC avalanche photodiodes with high gain and low dark current for visible-blind ultraviolet detection 被引量:3
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作者 周幸叶 李佳 +8 位作者 芦伟立 王元刚 宋旭波 尹顺正 谭鑫 吕元杰 郭红雨 顾国栋 冯志红 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第6期15-18,共4页
In this Letter, we report large-area(600 μm diameter) 4H-SiC avalanche photodiodes(APDs) with high gain and low dark current for visible-blind ultraviolet detection. Based on the separate absorption and multiplic... In this Letter, we report large-area(600 μm diameter) 4H-SiC avalanche photodiodes(APDs) with high gain and low dark current for visible-blind ultraviolet detection. Based on the separate absorption and multiplication structure, 4H-SiC APDs passivated with SiNxinstead of SiO2 are demonstrated for the first time, to the best of our knowledge. Benefitting from the SiNx passivation, the surface leakage current is effectively suppressed. At room temperature, high multiplication gain of 6.5 × 10^5 and low dark current density of 0.88 μA∕cm^2 at the gain of 1000 are achieved for our devices, which are comparable to the previously reported small-area Si C APDs. 展开更多
关键词 SIC APD
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High-performance 4H-SiC p-i-n ultraviolet avalanche photodiodes with large active area 被引量:1
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作者 周幸叶 谭鑫 +8 位作者 王元刚 宋旭波 韩婷婷 李佳 芦伟立 顾国栋 梁士雄 吕元杰 冯志红 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第9期1-4,共4页
Ultraviolet(UV) detectors with large photosensitive areas are more advantageous in low-level UV detection applications. In this Letter, high-performance 4 H-SiC p-i-n avalanche photodiodes(APDs) with large active area... Ultraviolet(UV) detectors with large photosensitive areas are more advantageous in low-level UV detection applications. In this Letter, high-performance 4 H-SiC p-i-n avalanche photodiodes(APDs) with large active area(800 μm diameter) are reported. With the optimized epitaxial structure and device fabrication process,a high multiplication gain of 1.4 × 10^6 is obtained for the devices at room temperature, and the dark current is as low as ~10 p A at low reverse voltages. In addition, record external quantum efficiency of 85.5% at 274 nm is achieved, which is the highest value for the reported Si C APDs. Furthermore, the rejection ratio of UV to visible light reaches about 10^4. The excellent performance of our devices indicates a tremendous improvement for largearea SiC APD-based UV detectors. Finally, the UV imaging performance of our fabricated 4 H-SiC p-i-n APDs is also demonstrated for system-level applications. 展开更多
关键词 Ultraviolet(UV) 4H-SIC P-I-N photodiodes
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