編號：CYYJ01736
篇名：基于MOCVD外延超薄氧化鎵薄膜的高性能日盲和X射線探測器(特邀)
作者：鐘天晟 于舜杰 趙曉龍 丁夢璠 梁方舟 方師 張中方 侯小虎 孫海定 徐光偉 胡芹 龍世兵
關鍵詞： 光電探測器 雙功能探測 MOCVD 氧化鎵 X射線 日盲紫外
機構： 中國科學技術大學微電子學院
摘要： 為了順應光電探測器和陣列小尺寸、多功能、高密度集成的發(fā)展趨勢,報告了一種基于超薄氧化鎵(Ga2O3)制成的高性能日盲和X射線雙功能探測器�；诮饘儆袡C化合物化學氣相沉淀法,通過高溫下的精細生長調控,實現了較薄厚度(70 nm)的高質量Ga2O3異質外延薄膜。得益于Ga2O3的超寬禁帶和薄膜的高質量,基于此薄膜制備的金屬-半導體-金屬結構光電探測器在日盲紫外探測方面實現了5.5×107的光暗電流比,4.65×1015Jones的探測率,3.53×104%的外量子效率,72.2 A/W的響應度,而且上述日盲紫外探測參數在不同的日盲光強下(14.7~548μW/cm2)保持相對穩(wěn)定;在X射線探測方面實現了1.91×104μC·cm-2·Gy-1的超高靈敏度,在等效厚度的情況下,超過之前報道的Ga2O3薄膜器件。同時,器件在較低的工作電壓下,依然可以維持較高的綜合性能。通過系統(tǒng)分析,薄膜質量的提升、本征氧空位電離和光致肖特基勢壘降低效應等因素共同導致器件表現出針對日盲紫外和X射線的優(yōu)良探測性能。此外,X射線誘導的級聯效應也是超薄Ga2O3具備高X射線探測靈敏度的主要因素之一。該工作可為今后兼具高性能、低功耗的超薄日盲和X射線探測器提供有益的參考。
