基于银纳米薄膜欧姆接触的高波长选择性紫外探测器研究

发布时间：2021-08-29 08:36

　　常规的半导体紫外探测器波长响应范围宽,而紫外光的应用具有较强的波长选择性,如320nm波段的紫外光在医学方面有重要的应用,因此,具有高波长选择性的紫外探测器的研制有重要意义。文章采用GaN基p-i-n探测器结构,通过在p区覆盖银纳米薄膜作为欧姆接触层和波长选择透射层,成功制备了对320nm波段紫外光高选择性探测的紫外探测器,器件性能如下:70nm银层的紫外光透射率峰值超过30%,器件在-5V偏压下的暗电流为10-12 A量级,响应峰值为0.06A/W,响应峰发生在325nm处,光谱响应峰半高宽约30nm。 

【文章来源】：半导体光电. 2020,41(01)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

GaN基p-i-n型紫外光电探测器结构示意图

GaN基p-i-n型紫外光电探测器结构示意图

为了测试镀在器件上的银的透光率，准备了一片双抛蓝宝石片在同一台电子束蒸发设备上蒸镀了相同厚度的银。首先用台阶仪测量了镀银蓝宝石片以及样品B的银层厚度，测试结果表明实际银层厚度约70nm。随后用分光光度计测试了镀银蓝宝石片在280～400nm波段的透光率曲线，结果如图2所示。由于蓝宝石在选择波段范围基本没有吸收，因此可以近似认为所测试的镀银蓝宝石片的透光率即为该银层的透光率。当波长λ为322nm时，透射率达到峰值为35.4%，透射率曲线半高宽为25nm，离320nm较远范围的波长对应的透射率接近于0，由此可以预见，在GaN基紫外探测器上镀70nm的银可以实现对波长的高选择性透射。图3所示为样品B在光、暗条件下的I-V特性曲线（半对数坐标），其中光照条件为320nm紫外光照。对于样品B在暗条件下的I-V特性，加-5～0V反向偏压时，随着反向偏压的增大，内建电场电势差增大，因而漂移电流增大，即暗电流随反向偏压增大而增大；加正向偏压时，扩散电流强于漂移电流，电流随偏压增大而增大。当施加320nm紫外光照时，在反向偏压下，光生电流（由n极经p-i-n结流入p极）起主导作用，电流几乎不随电压变化。在-5V反向偏压下，暗电流为10-12 A量级，光电流为10-11 A量级。当施加较小的正向偏压时，光生电流（由n极经p-i-n结流入p极）基本不变，且起主要作用，通过结的正向电流（由p极经p-i-n结流到n极）逐渐增大，所以总电流方向与光生电流方向一致（由n极经p-i-n结流入p极，由p极经外部流向n极），且总电流逐渐减小为0。随着正向电压增大，通过结的正向电流大于反向的光生电流，总电流方向改变，变为由p极经p-i-n结流入n极，由n极经外部流向p极，并逐渐增大。由于光生电流的存在，总电流为零时对应的电压相对无光照情况下右移，对应的偏压位于0.25～0.30V。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]InGaN紫外探测器的制备与性能研究[J]. 卢怡丹,王立伟,张燕,李向阳.  半导体光电. 2014(05)
[3]高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器[J]. 陆海,陈敦军,张荣,郑有炓.  南京大学学报(自然科学). 2014(03)

硕士论文
[1]石墨烯-Ag纳米颗粒透明电极近紫外LED研究[D]. 陈伟.南京大学 2018



本文编号：3370300