【器件论文】宽带隙可调深紫外 Ga₂O₃/GaN 异质结光探测器

        由湖南理工学院的研究团队在学术期刊 AIP Advances 发布了一篇名为 Wide bandgap tunable deep ultraviolet Ga₂O₃ / GaN heterojunction photodetector（宽带隙可调深紫外 Ga₂O₃ / GaN 异质结光探测器）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）是一种超宽带隙半导体（4.5–5.3 eV），具有成熟的制备方法和固有的紫外线（UV）过滤特性，使其成为日盲紫外光探测器（PD）的理想材料。本研究通过不同持续时间（45 分钟和 8 小时）的高温热氧化工艺制备了 Ga₂O₃/GaN 异质结 PD，以控制薄膜厚度。采用 2 μm 间隔的金属-半导体-金属结构，以提升检测性能。设备 2 采用 8 小时氧化工艺制备，在 3–20 V 偏压范围内展现出稳定的日盲紫外检测性能（200–280 nm）。相比之下，设备 1 采用 45 分钟氧化工艺，表现出偏压依赖性调谐特性。在较低电压（3–5 V）下，其日盲光电流增强，这是由于耗尽区延伸至 GaN 层所致。该设计受益于较小的导带偏移（约 0.1 eV），有利于电子传输，以及较大的价带偏移（约 1.4 eV），限制空穴运动，从而实现强光导增益。在 10 和 15 V 时，器件 1 过渡到全紫外响应范围（270–370 nm），响应度可达 24 A/W。在 20 V 时，其响应范围转变为近紫外检测范围（320–380 nm），峰值响应度达 40 A/W。这些结果表明，热氧化时间和偏压控制可实现波长可调的紫外检测。该方法为设计适用于日盲应用的高性能、多模式 Ga₂O₃/GaN 紫外光探测器提供了可扩展且成本效益高的解决方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0273512