【器件论文】通过 PLD 优化生长温度沉积的高灵敏度日盲 β-Ga₂O₃ 薄膜光电探测器

        由深圳大学的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为 High-sensitive solar-blind β-Ga₂O₃ thin film photodetector deposited by PLD optimizing growth temperature（通过 PLD 优化生长温度沉积的高灵敏度日盲 β-Ga₂O₃ 薄膜光电探测器）的文章。

摘要

        采用脉冲激光沉积（PLD）在 400–650 ℃ 的广泛温度范围内生长 β-Ga₂O₃ 薄膜，并在其上制备金属-半导体-金属（MSM）光探测器。所制备薄膜均为 β 相，存在氧缺陷，并具有 4.65–4.84 eV 的带隙。光探测器表现出窄带光电流响应，其主峰位于 250 nm，符合日盲区域的要求。在 550 ℃ 沉积的外延层具有最佳的晶体质量，其带隙为 4.84 eV，响应度达到 8.5 A/W，暗电流低至 0.05 nA，外量子效率（EQE）高达 4252%，探测度为 9.5 × 10¹¹ Jones，并在室温下表现出 0.2 s 的较慢动力学特性。此外，该光探测器的光响应对照射强度呈次线性依赖，在 26 μW/mm² 时，灵敏度降至 1 A/W。响应度随温度升高而增加，在 250 ℃ 时可达 24 A/W。此外，器件在 340 nm（3.66 eV）处存在一个与缺陷相关的次要响应成分，该缺陷与导带下方 0.62、0.85、1.02 和 1.18 eV 处的缺陷能级相关。通过优化生长温度，可有效抑制该缺陷相关能带。此外，光响应机制中涉及一个激活能为 0.2 eV 的浅缺陷能级。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.114282