NiO/GaN p-n結(jié)紫外探測器及自供電技術(shù)*

王順利 王亞超 郭道友? 李超榮 劉愛萍?

1) (浙江理工大學(xué)物理系, 浙江省光場調(diào)控技術(shù)重點實驗室, 光電材料與器件中心, 杭州 310018)

2) (金華紫芯科技有限公司, 金華 321015)

1 引 言

近年來, 紫外探測器因為在導(dǎo)彈預(yù)警、火焰探測、臭氧層空洞監(jiān)測, 以及紫外消毒劑量檢測等方面的廣泛應(yīng)用而受到全世界研究人員的關(guān)注[1-4].傳統(tǒng)的紫外探測器制備材料主要以第一代半導(dǎo)體和第二代半導(dǎo)體為主, 這些半導(dǎo)體禁帶寬度小, 截止波長較大, 用于紫外探測時往往需要加上一層濾光片, 已不能滿足目前的需求.

氮化鎵(GaN)作為第三代半導(dǎo)體, 具有3.4 eV的帶隙, 對應(yīng)的吸收邊為365 nm, 是一種天然的紫外探測材料[5,6].同時優(yōu)異的物理和化學(xué)性能使得它制備的器件具有較高的穩(wěn)定性.近年來對基于GaN材料的紫外探測器的研究主要有以下幾種結(jié)構(gòu), 如金屬-半導(dǎo)體-金屬(metal-semiconductor-metal, MSM)型[7]、肖特基結(jié)型[8], 以及p-n結(jié)型[9-11]等.對于MSM型探測器, 主要的問題來自于光熄滅后持續(xù)的光電導(dǎo)效應(yīng)[12], 這主要歸因于固有缺陷的亞穩(wěn)態(tài), 如Ga空位和缺陷[13].近年來, 研究人員進行了不斷的優(yōu)化, 制備了具有出色光響應(yīng)性的探測器, 但是這些探測器通常需要外加偏壓工作, 這無形中增大了探測器的尺寸不利于小型化的發(fā)展趨勢, 同時響應(yīng)速度也較慢.在p-n結(jié)和肖特基結(jié)的結(jié)接觸區(qū)由于不同材料之間的電勢差會產(chǎn)生內(nèi)建電場, 它使得光生載流子可以自發(fā)且快速的分離, 不僅能夠提高響應(yīng)速度同時還具有自供電的效果.肖特……