【器件论文】喷墨打印制备 Ga₂O₃ 探测器和MSM结构优化

        由广东工业大学集成电路学院的研究团队在学术期刊材料研究与应用发布了一篇名为 Inkjet Printing Fabrication of Ga₂O₃ Detectors and Optimization of MSM Structures（喷墨打印制备 Ga₂O₃ 探测器和MSM结构优化）的文章。

摘要

        日盲紫外通信技术因在 200—280 nm 波段的低背景噪声特性，在军事预警、深空探测及电网安全监测等领域具有重要应用价值。氧化镓作为一种超宽禁带半导体材料，对日盲紫外波段具有本征响应特性，因此成为日盲紫外探测器用材料的研究热点。然而，传统氧化镓薄膜制备技术（如化学气相沉积、射频磁控溅射和分子束外延等）存在高温、高真空的需求，以及难以大面积均匀成膜等问题。喷墨打印技术具有低成本、高效率、可大面积制备等优点，为氧化镓基光电探测器的制备提供了新思路，但传统平面 MSM 电极结构在喷墨打印过程中易出现短路风险，限制了其大规模应用。基于此，提出了一种立体金属-半导体-金属（MSM）电极结构，其采用单电极-氧化镓薄膜-单电极的三层夹心设计，有效解决了喷墨打印过程中电极短路的问题，并突破了传统平面 MSM 电极的物理间距限制。实验结果表明，基于立体 MSM 结构的探测器在 254 nm 波段表现出优异的光电性能，其中光电流达 2.8×10^-6 A、响应度达 482.7 A·W^-1、探测度达到 6.9×10¹⁴ Jones，外量子效率高达 2.3×10^-3%。此外，喷墨打印技术实现了探测器的全流程制备，简化了生产流程，降低了成本，为氧化镓基日盲紫外探测器的高效、低成本制备提供了新方法。同时，提出的立体 MSM 电极结构，能够有效解决喷墨打印的短路问题，提高 MSM 电极的性能和集成度。此外，通过喷墨打印技术实现了探测器的全流程制备，包括电极图案打印和氧化镓薄膜打印，极大简化了探测器的生产流程。这一研究为氧化镓基日盲紫外探测器的大规模生产和实际应用提供了理论和技术支持，具有重要的科学意义和应用价值。

原文链接：

http://mra.ijournals.cn/clyjyyy/article/abstract/202504010?st=search