关于Ga_(2)O_(3)/Al_(0.1)Ga_(0.9)N同型异质结的双波段、双模式紫外探测性能分析

鉴于紫外探测器在诸多领域的重要应用,探寻自供电型探测器以及挖掘其内在运行机理显得尤为关键.本文制备的Ga_(2)O_(3)/Al_(0.1)Ga_(0.9)N异质结紫外探测器能够实现对254 nm波长(UVC波段)和365 nm(UVA波段)波长紫外光的敏感探测,并在不同方向的偏压驱动下能够实现耗尽模式和光电导模式的光探测.这里介绍的基于Ga_(2)O_(3)/Al_(0.1)Ga_(0.9)N异质结的双波段、双模式紫外光电探测器具有理想的暗电流和光响应特性;在5和–5 V偏压下,在254 nm光照射下的光响应度分别为2.09和66.32 mA/W,在365 nm光照射下的光响应度分别为0.22和34.75 mA/W.并且仅在内建电场的作用下能够自供电运行,对254和365 nm波长紫外光的光响应度为0.13和0.01 mA/W.进一步,除对材料与器件性能的表征与解析,本文还从异质结探测器的运行机理上分析了其双波段与双模式探测特性.

WO_(3)/β-Ga_(2)O_(3)异质结深紫外光电探测器的高温性能

得益于高达4.8 eV的禁带宽度,超宽禁带半导体氧化镓(Ga_(2)O_(3))在深紫外探测领域具有天然的优势.考虑到光电探测器在高温领域具有十分重要的用途,本文研究了一种WO_(3)/β-Ga_(2)O_(3)异质结深紫外光电探测器以及高温对其探测性能的影响.利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备了Ga_(2)O_(3)薄膜,并采用旋涂和磁控溅射技术分别制备了WO_(3)薄膜和Ti/Au欧姆电极.在室温(300 K)下,该探测器的光暗电流比为3.05×10^(6),响应度为2.7 mA/W,探测度为1.51×10^(13)Jones,外量子效率为1.32%.随着温度的升高,器件的暗电流增加、光电流减少,导致上述光电探测性能的下降.为了理清高温环境下探测性能退化的内在物理机制,研究了温度对光生载流子产生-复合过程的影响,继而阐明了高温对光电流增益机制的影响.研究发现,WO_(3)/β-Ga_(2)O_(3)异质结光电探测器能够在450 K的高温环境中实现稳定的自供电工作,表明全氧化物异质结探测器在恶劣探测环境中具有应用潜力.