GaN基p-i-n紫外探測器性能研究.pdf

1、科技在發(fā)展，探測技術(shù)也越來越先進(jìn)，最先出現(xiàn)的紅外和激光探測的科研成果已經(jīng)不能滿足需要。新興的紫外探測技術(shù)越來越受到重視，在軍民兩個(gè)領(lǐng)域均占據(jù)重要席位。GaN基p-i-n型紫外探測器具有工作電壓低，輸入阻抗高，暗電流低等優(yōu)勢，是目前紫外探測技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。本論文針對GaN基p-i-n紫外探測器進(jìn)行優(yōu)化并分析其性能。根據(jù)p-i-n結(jié)構(gòu)的紫外探測器的工作原理，分析不同的本征i層厚度對器件性能的影響，以及不同的尺寸對器件的影響。通過表征

2、其結(jié)晶質(zhì)量、電流電壓特性、電容電壓特性以及光譜響應(yīng)特性，對其性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。并且將該探測器管芯加工成不同的尺寸，分別測試光電流和暗電流，計(jì)算出光暗電流比，比較分析。
　　本文發(fā)現(xiàn)紫外探測器的 i-GaN層厚度的增加，能提升結(jié)晶質(zhì)量。本文中結(jié)晶質(zhì)量最好的外延片 i層厚度為990 nm，根據(jù)公式得到，螺位錯(cuò)密度和刃位錯(cuò)密度分別為3.61011 cm-2和8.81011 cm-2。認(rèn)為i層厚度的逐步加厚，可以降低位錯(cuò)密度，提高結(jié)晶質(zhì)

3、量。針對該外延片分別進(jìn)行I-V曲線分析、C-V曲線分析和光譜響應(yīng)分析。通過I-V測試得到，在反向1 V偏壓下的漏電流只有0.19 pA，光電流為66 nA，相差了5個(gè)數(shù)量級(jí)，說明i層對光的有效吸收能力很強(qiáng)，光生載流子的產(chǎn)生率很高。通過C-V曲線可以得到i層的本征摻雜濃度。通過光譜響應(yīng)測試得到，355 nm時(shí)，光電流達(dá)到4.5610-8 A，光譜響應(yīng)度達(dá)到0.18 A/W。說明該器件性能良好，值得繼續(xù)研究。
　　比較并分析了不同尺寸