Fabricación de detector ultravioleta ciego al día con heterounión n⁃Ga2O3/p⁃GaAs

DANG Xinming ,  

JIAO Teng ,  

CHEN Peiran ,  

YU Han ,  

HAN Yu ,  

LI Zhen ,  

LI Yihan ,  

DONG Xin ,  

摘要

Se epitaxió una película delgada de Ga2O3 sobre un sustrato p⁃GaAs(100) utilizando el proceso de deposición por fase vapor químico metálico-orgánico (MOCVD) y se fabricó un detector ultravioleta ciego al día con heterounión n⁃Ga2O3/p⁃GaAs. Se probaron y analizaron la morfología de la superficie y la calidad cristalina de la película de Ga2O3 mediante difractómetro de rayos X, microscopio de fuerza atómica y microscopio electrónico de barrido por emisión de campo. Los resultados mostraron que la película de Ga2O3 tenía una orientación cristalina única, la superficie de la película era lisa y el crecimiento epitaxial seguía el modelo Volmer⁃Weber. Las pruebas mostraron que el detector de heterounión n⁃Ga2O3/p⁃GaAs tenía características rectificadoras evidentes. El dispositivo logró una relación corriente foto/corriente oscura superior a 3.0×104, una responsividad de 7.0 A/W, una eficiencia cuántica externa del 3412% y una detectividad de 4.6×1013 Jones bajo un sesgo inverso de 5 V y luz ultravioleta (254 nm). Utilizamos el software TCAD para simular la estructura del dispositivo, obtuvimos la distribución del campo eléctrico y la estructura de banda dentro del dispositivo y analizamos el principio de funcionamiento del dispositivo. Este detector de heterounión tiene buen rendimiento, un proceso de fabricación simple y ofrece una nueva vía para el desarrollo de detectores ultravioleta ciegos al día con ultralta sensibilidad basados en Ga2O3.

关键词

óxido de galio; deposición química de vapor metal-orgánico; heterounión; detector ultravioleta ciego al día

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