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作者:张献;岳志昂;赵恩钦;魏帅康;叶文轩;黄敏怡;辛美波;赵洋;王辉;
单位:河南科技大学物理工程学院,河南省光电储能材料与应用重点实验室;
摘要:日盲紫外光电探测器(SBPDs)在军事、民用、医疗等领域存在巨大的应用潜力。本文采用射频磁控溅射技术制备Si掺杂氧化镓(Ga_2O_3)薄膜,研究了氩氧流量比对其物理特性的影响。晶体结构、光学性质和表面形貌分析结果表明,当氩氧流量比为30∶20时,薄膜的结晶质量最好。Ga_2O_3∶Si薄膜沿■晶面择优生长,表面平整光滑,无微孔洞,400~800 nm波段的平均透过率为90%。基于优化的Ga_2O_3∶Si薄膜制备条件,本文制备了p-GaN/n-Ga_2O_3∶Si自供电SBPDs,其在0 V偏压254 nm光照下的上升时间和衰减时间分别为0.450和0.509 s,光暗电流比(PDCR)、响应度(R)和比探测率(D~*)分别为23、0.24 mA/W和1.67×10~8 Jones。研究了器件在0~-6 V偏压下的周期性时间响应特性,在0 V偏压下,器件在254 nm辐照瞬间出现尖峰,当施加反向偏压时,尖峰消失。最后分析了p-GaN/Ga_2O_3∶Si异质结在接触前、后及反向偏压下的能带图。
关键词:Ga_2O_3∶Si薄膜;;氩氧流量比;;磁控溅射;;异质结;;日盲紫外光电探测器
基金资助:国家自然科学基金(61674052,52002120);; 河南省自然科学基金(242300420280);; 河南省科技研发计划联合基金(242103810049)