介绍了4H-SiC材料用于高温、低电平紫外光电检测的优点,回顾总结了近年来4H-SiC基紫外 光电探测器的研究进展,分析了改善4H-SiC基紫外光电探测器性能参数如降低暗电流、提高光电响应 度等可采用的各种技术手段,探讨了4H-SiC基紫外光电探测器的发展趋势。
光电子学 紫外光电探测器 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC UV photodetector
1 厦门大学物理系,福建 厦门 361005
2 厦门大学萨本栋微纳米技术研究中心,福建 厦门 361005
3 福建省半导体材料及应用重点实验室,福建 厦门 361005
应用ATLAS模拟软件,设计了吸收层与倍增层分离的(SAM)4H-SiC 雪崩光电探测器(APD)结构。 分析了不同外延层厚度和掺杂浓度对器件光谱响应的影响,对倍增层参数进行优化模拟,得出倍增层的最 优化厚度为0.26 μm,掺杂浓度为 9.0×1017 cm-3。模拟分析了该APD的反向IV特性、光增益、不同偏压下的光 谱响应和探测率等,结果显示该APD在较低的击穿电压－66.4 V下可获得较高的倍增因子105; 在0 V偏压下峰值响 应波长(250 nm)处的响应度为0.11A/W, 相应的量子效率为58%;临近击穿电压时,紫外可见比仍可达 1.5×103; 其归一化探测率最大可达 1.5×1016 cmHz1/2W-1。结果显示该APD具有较好的紫外探测性能。
光电子学 光谱响应 探测率 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC APD avalanche photodiode responsivity detectivity
1 厦门大学物理系,福建 厦门 361005
2 福建省半导体材料及应用重点实验室,福建 厦门 361005
3 厦门大学萨本栋微纳米技术研究中心,福建 厦门 361005
利用光电流谱法研究了300 K到60 K温度范围内的p-i-n结构4H-SiC紫外 光电探测器的暗电流及相对光谱响应特性。 研究发现随着温度的降低,探测器的暗电流和相对光谱响应都逐渐减小;而且,反向偏压越高,暗电流减小的速率越大。 在零偏压下,随着温度的降低,器件的相对光谱响应的峰值波长先向短波方向移动,后向长波方向移动,在60 K时移 至282 nm附近;同时观察到探测器的相对光谱响应范围略有缩小。此外,我们对器件p、i、n各层产生的光电流随温 度变化的机理进行讨论,提出了通过减少i层缺陷和适当减小n层掺杂浓度的方式来提高器件的相对光谱响应。
光电子学 p-i-n紫外光电探测器 温度特性 光电特性 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC p-i-n UV photodetector temperature dependence photoelectric properties
1 厦门大学物理系, 福建 厦门 361005
2 集美大学理学院,福建 厦门 361021
采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)测试方法对 4H-SiC上 热氧化生长的氧化硅(SiOx)薄膜表面形貌进行观测,并分析研究 SiOx 薄膜和 SiOx/4H-SiC 界面的相关性质, 包括拟合 Si2p、O1s 和 C1s 的 XPS谱线和分析其相应的结合能,以及分析SiOx 层中各主要元素随不同深度的 组分变化情况,从而获得该热氧化 SiOx 薄膜的化学组成和化学态结构,并更好地了解其构成情况 以及 SiOx/4H-SiC 的界面性质。
SiOx薄膜 热氧化 X射线光电子能谱 materials SiOx film thermal oxidation 4H-SiC X-ray photoelectron spectroscopy 4H-SiC
1 Dept. of Phys., Xiamen University, Xiamen 361005, CHN
2 National Lab. for Superlattice and Microstructures, Institute of Semicondutors, CASs, Beijing 100083, CHN
1 Dept. of Phys., Xiamen University, Xiamen 361005 CHN
2 Institute of Nano Mater. and Technol., Shenzhen 518048, CHN
半导体光子学与技术
2004, 10(4): 252
Dept. of Phys., Xiamen University, Xiamen 361005, CHN
半导体光子学与技术
2004, 10(4): 248
1 Dept. of Phys. Xiamen University, Xiamen 361005, CHN
2 National Lab. for Infrared Phys. Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, CHN
3 Xiamen Hualian Electronic Co. Ltd., Xiamen 361006, CHN
