【器件论文】嵌入超薄氮化铝缓冲层、生长在蓝宝石上的β-Ga₂O₃高性能日盲型光电探测器

        近期，由东北师范大学的研究团队在学术期刊Journal of Alloys and Compounds发布了一篇名为High-performance solar-blind photodetector of β-Ga₂O₃ grown on sapphire with embedding an ultra-thin AlN buffer layer（嵌入超薄氮化铝缓冲层、生长在蓝宝石上的β-Ga₂O₃ 高性能日盲型光电探测器）的文章。

摘要

        本文章报告了在 c 平面蓝宝石衬底上通过 MOCVD 生长出高质量的 β-Ga₂O₃，并通过引入超薄 AlN 缓冲种子层 (BSL) 实现了高性能日盲深紫外光探测器。与直接在蓝宝石上生长 Ga2O3 相比，引入 AlN 缓冲种子层后，β-Ga₂O₃ 的氧空位减少，（-201）衍射峰的半高宽（FWHM）变窄。使用 AlN BSL 的 β-Ga₂O₃ 薄膜金属-半导体-金属平面光电探测器的暗电流降低了 1000 倍，从 10^-10 A 降至 10^-13 A。在 5 V 偏置下，检测率达到 4.65×10¹⁵ cm·Hz^1/2·W。这种性能的提高源于 AlN BSL 在晶格失配减少的情况下改善了 β-Ga₂O₃ 的生长质量。β-Ga₂O₃ 中的缺陷减少了，载流子浓度降低了，费米级移动了，耗尽区扩大了，暗态电子隧穿的概率降低了，暗电流也有效降低了。

DOI：

doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176156