【器件论文】通过简单的一步空气环境热氧化工艺实现高性能多晶 β-Ga₂O₃/GaN 日盲光电探测器

        由韩国全南大学的研究团队在学术期刊 Applied Surface Science 发布了一篇名为 High performance polycrystalline β-Ga₂O₃/GaN solar blind photodetector realized via simple one step air ambient thermal oxidation process（通过简单的一步空气环境热氧化工艺实现高性能多晶 β-Ga₂O₃/GaN 日盲光电探测器）的文章。

摘要

        通过采用一步热氧化法，成功制备了涵盖 β-Ga₂O₃/GaN 光探测器（PDs）的宽带（200–400 nm）紫外光响应器件，以替代复杂且传统的先进生长技术。本研究中，展示了一种可行、低成本且简单的马弗炉，用于空气氛围下的热氧化工艺。对来自退火单晶 GaN（0001）衬底的 Ga₂O₃ 层进行了 XRD、AFM 和 SEM 表征，退火温度分别为 200、300 和 400 nm。在最佳温度 900 ˚C 下，形成了一层具有高度(-201)取向的多晶 β-Ga₂O₃ 层，其半高宽（FWHM）值为 0.22，表面粗糙度为 11.41 nm，并呈现出规则的菱形晶体形态。XPS 和 EDS 分析进一步证实了 GaN 表面层向 Ga₂O₃ 薄膜的转变。在 −5、−4 和 −3 的偏压下，响应度（R）分别测得为 10.86、8.34 和 7.06 A/W，而灵敏度（D）分别记录为1.32 × 10¹¹、2.51 × 10¹¹和3.93 × 10¹¹ Jones，分别在 254 nm 光照下测得。光探测器的性能在 UVC 和 UVB 光照测量下均表现出重复且稳定的时域光响应。这些实验结果揭示了利用低成本马弗炉热氧化技术开发 Ga₂O₃ 基日盲光探测器的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.163919