分析并比较了4H-SiC p-i-n紫外光电探测器的电容-电压(C-V)特性 随温度和偏置电压的变化情况,观测到4H-SiC p-i-n结构中的深能级缺陷。结果表明：由于近零偏压时探测器i型层已处于 耗尽状态,其高频(1 MHz) C-V特性几乎不随反向偏压变化。随着温度升高,被热离化的自由载流子数量增多导 致高频结电容随之增大；探测器的低频(100 kHz)结电容比高频结电容具有更强的电压和温度依赖性,原因在于被深能级缺陷俘获的载流 子随反向偏压增大或随温度升高而被离化,从而对结电容产生影响。
光电子学 p-i-n紫外光电探测器 电容-电压 深能级缺陷 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC p-i-n ultraviolet photodetector capacitance-voltage deep-level defect
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 厦门大学物理系,福建,厦门,361005
2 厦门大学萨本栋微机电中心,福建,厦门,361005
采用磁控溅射的方法在4H-SiC样品上分别沉积四种金属薄膜(Ag,Cu,Ni,Cr)形成Schottky接触,研究了不同温度退火对Schottky势垒高度的影响.通过对样品的I-V测试结果的拟合,得到各金属/4H-SiC Schottky接触的势垒高度以及理想因子.在反向偏压100V下,样品的反向漏电流小于10-10A,说明样品的反向特性良好.样品经过不同温度的退火后,发现Cu、Ni与4H-SiC的势垒高度(SBH)随退火温度的升高而提高,超过某一温度,其整流特性变差;Ag、Cr的SBH在退火后降低.SBH与金属功函数呈线性关系(Cr金属除外),斜率为0.11.
光电子学 Schottky势垒高度 退火 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC Schottky barrier height annealing
我们测量了低N组分的InGaAsN/InGaAs/GaAs量子阱材料的光致发光(PL)谱,测量温度范围从13K到300K.实验结果显示,InGaAsN的PL谱的主峰值的能量位置随温度的变化呈现出反常的S型温度依赖关系.用Varshni经验公式对实验数据进行拟合之后,发现在低温下InGaAsN量子阱中的载流子是处于局域态的.此外,我们还测量了样品在不同的温度、不同的能量位置的瞬态谱,结果进一步证实了:在低温下,InGaAsN的PL谱谱峰主要是局域态激子的复合发光占据主导地位,而且InGaAsN中的载流子局域态主要是由N等电子缺陷造成的涨落势引起的.
光致发光 量子阱 InGaAsN InGaAsN Photoluminescence Quantum wells
1 厦门大学物理系,厦门,361005
2 中国科学院半导体所,半导体超晶格国家重点实验室,北京,100083
在GaAs(100)的衬底上,采用MBE自组织方法生长了单层层厚分别为2和2.5 ML的InAs层.通过原子力显微镜(AFM)观察,证实已在InAs层中形成量子点.采用光致发光谱及时间分辨谱对InAs量子点及浸润层开展研究和对比,分析了单层InAs量子点和浸润层中的载流子迁移过程,较好地解释了实验结果.
InAs量子点 浸润层 时间分辨谱 InAs quantum dots wetting layer time-resolved spectrum
1 厦门大学物理系,厦门,361005
2 上海交通大学物理系凝聚态光谱与光电子物理实验室,上海,200030
本文采用表面光伏谱方法,对不同组分及阱宽的InGaAs/GaAs应变量子阱进行了变温表面光伏谱测量.利用形变势模型理论计算,对样品的表面光伏谱进行指认,理论与实验符合得很好.
表面光伏谱 应变量子阱 形变势模型 photovoltaic spectrum strained quantum well distortion model
