人工晶体学报

作者：杜桐, 付俊杰, 王紫石, 狄静, 陶春雷, 张赫之, 张琦, 胡锡兵, 梁红伟

单位：1.大连理工大学集成电路学院,大连 116620; ；2.江苏新广联光电股份有限公司,无锡 214192

关键词：β-Ga2O3,金属半导体金属,日盲紫外光电探测器,热离子场发射,普尔-弗兰克发射,缺陷,

基金：国家自然科学基金(62104024,11875097,12075045,11975257,11961141014,62074146);大连市科技创新基金(2023JJ12GX013,2023JJ12GX016)

本文成功制备了β-Ga2O3基金属半导体金属(MSM)型日盲紫外光电探测器。在室温下偏压为5 V时,具有高质量外延的器件的响应度达到469.6 mA/W(对应外量子效率(EQE)为229.2%),光暗电流比为5.26×103。为了研究β-Ga2O3基MSM型日盲紫外光电探测器在高温环境下的潜在应用,对该器件在高温下的电流-电压(I-V)和光响应(I-T)特性进行了测试,分析器件在高温下的载流子输运机制。结果表明:在300~375 K时,器件的暗电流主要由低压下的热离子场发射(TFE)和高压下的普尔-弗兰克发射(PFE)主导,由PFE模型拟合的I-V曲线可知,PFE由导带下的0.200 eV附近的缺陷引起;根据光响应特性拟合结果,得到上升时间拟合活化能为0.280 eV,下降时间拟合活化能为0.036 eV。由分析结果可知,光电流的输运过程如下:光生电子首先被导带下0.200~0.280 eV附近的缺陷能级捕获并通过PFE发射进入到导带产生光电流。光生载流子的复合过程为:光电子更倾向于被导带下的0.036 eV附近的缺陷能级捕获,进而与价带中的光生空穴复合。

来源：2025年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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