Preparação de eletrodos para detectores ultravioleta cegos à luz solar em filmes de diamante policristalino

CHEN Zi-yi ,  

ZHANG Wei-liang ,  

RONG Xi-ming ,  

HAN Shun ,  

ZENG Yu-xiang ,  

CAO Pei-jiang ,  

FANG Ming ,  

LIU Wen-jun ,  

ZHU De-liang ,  

LYU You-ming ,  

摘要

Eletrodos em garfo de Au foram preparados em filmes de diamante policristalinos crescidos pelo método de deposição química em fase vapor por plasma DC (DC-PJCVD), para construir um dispositivo detector ultravioleta cego à luz solar com estrutura metal-semiconductor-metal (MSM). O efeito de diferentes processos de fotolitografia no desempenho dos detectores de diamante preparados foi estudado. Os resultados mostraram que os dispositivos fabricados pelo processo de fotolitografia lift-off apresentaram desempenho significativamente melhor do que os dispositivos feitos pela fotolitografia úmida; o Ilight aumentou 4,4 vezes, a relação corrente luz-escuro aumentou 6,8 vezes e a responsividade a 25 V aumentou 9 vezes, alcançando 0,15 A/W. Com base nisso, eletrodos interdigital de Au, Ti, Ti/Au e Ag foram fabricados pelo processo lift-off, comparando as diferenças de desempenho dos detectores UV de diamante com diferentes eletrodos metálicos. O eletrodo de Ag apresentou o melhor desempenho entre os quatro devido ao efeito de tunelamento de barreira que causa ganho; sob polarização de 25 V, seu Ilight atingiu 0,21 μA e a responsividade aumentou para 0,78 A/W, com desempenho comparável ao de dispositivos previamente relatados. Comparado aos dispositivos com eletrodos Au comuns, sua corrente fotogerada aumentou 5,2 vezes, a razão corrente luz-escuro melhorou 7 vezes e a responsividade aumentou 5,2 vezes.

关键词

filmes de diamante; processo de fotolitografia lift-off; eletrodo de Ag; detector ultravioleta cego à luz solar

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