日盲紫外光电探测器全解.pptx
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1、日盲紫外光电探测器日盲紫外光电探测器1 紫外光紫外光波长小于波长小于280NM 1 能够对紫外光辐射进行接收和探测的能够对紫外光辐射进行接收和探测的器件器件1什么是日盲紫外光电探测器?什么是日盲紫外光电探测器?2什么是日盲紫外光电探测器?什么是日盲紫外光电探测器?3理想日盲紫外光电探测器的特点理想日盲紫外光电探测器的特点1.对于波于波长长于于280nm的光没有响的光没有响应12.量子效率和灵敏度比量子效率和灵敏度比较高高13.抗抗辐射性能和化学射性能和化学稳定性超定性超强14.背景噪声比背景噪声比较低低15.探探测区域广区域广阔14MgZnO 14H-SiC 1GaN/AlGaN 1日盲紫外光
2、电探测器的日盲紫外光电探测器的制备材料制备材料5 能在高温度和高能量下工作能在高温度和高能量下工作1 光电材料光电材料,量子效率很低量子效率很低,带隙不可调制带隙不可调制1 4H一一SIC4H一一SIC:间接带隙间接带隙,带隙为带隙为3.26eV 1 高熔点高熔点(28300C)1 高热传导性高热传导性(4.9一一SW/cm.k)16 4H-SiC7 4H一一SIC 采用采用4H-SiC已经成功制备了肖特基势垒光电已经成功制备了肖特基势垒光电二极管、二极管、MSM光电探测器、光电探测器、PIN光电探测器和光电探测器和APD等等28 具有匹配的单晶衬底具有匹配的单晶衬底4 生长温度较低生长温度较
3、低(100一一7500e)4 带隙可调范围带隙可调范围(3.37一一7.sev)4 抗辐射能力抗辐射能力强(强(8)4 成本低成本低,原料丰富原料丰富4 利于制备高性能的日盲紫外探测器,利于制备高性能的日盲紫外探测器,MgZnO 三元合三元合金材料可以应用在从金材料可以应用在从 200-370nm 很宽的紫外光波段很宽的紫外光波段4 镁锌氧镁锌氧(MgZnO)9 镁锌氧镁锌氧(MgZnO)10 镁锌氧镁锌氧(MgZnO)11GaN特点:特点:1.直接带隙直接带隙32.强的化学稳定性强的化学稳定性33.抗辐射性抗辐射性强强34.可可掺铝掺铝调节调节带隙带隙3(3.44eV(GaN)-6.2eV(
4、AIN))氮化稼氮化稼/铝稼氮铝稼氮(GaN/AIGaN)12氮化稼氮化稼/铝稼氮铝稼氮(GaN/AIGaN)探测器探测器优点:优点:1.性能高性能高3 探测从探测从20Onm-300nm,暗电流值皮安暗电流值皮安(PA)-飞安飞安,2.响应速度快响应速度快3缺点:缺点:1.生长温度很高生长温度很高3 2.没有合适的匹配衬底没有合适的匹配衬底,P型掺杂生型掺杂生长高质量高长高质量高AI浓度的浓度的AIGaN薄膜仍存在很薄膜仍存在很大的困难大的困难313 氮化稼氮化稼/铝稼氮铝稼氮(GaN/AIGaN)14氮化稼氮化稼/铝稼氮铝稼氮(GaN/AIGaN)GaN/AIGaN是是目前目前制备日盲制备
5、日盲紫外光探测器的紫外光探测器的最好的材料最好的材料,最最广泛的广泛的应用于应用于宽带隙半导体紫外宽带隙半导体紫外探测器探测器3目前取得了比较好的结果的国家目前取得了比较好的结果的国家美国美国,土耳其和西班牙土耳其和西班牙315MSMp-np-i-nAPDSAM 实现结构实现结构16MSM结构结构 分为分为光电导型和肖特基型光电导型和肖特基型5光电导型工作原理:主要是利用光电导效应来制备探测器5光电导效应光电导效应:自由自由态 加加外外电场电流增大流增大内部内部电子束子束缚态光照光照 MSM结构结构17 MSM结构结构肖特基型肖特基型工作原理:1.偏压2.紫外光照射大量电子-空穴对扩散或漂移运
6、动小的暗电流实现较高的信噪比适合用于制适合用于制备高性能的紫外探高性能的紫外探测器器18 MSM结构结构19 MSM结构结构20 MSM结构结构 优点优点:1.MSM光电探测器在紫外波段响应度较高5 2.肖特基型紫外光电探测器响应带宽大、噪 声小、暗电流低适合制作太阳盲探测器和高速 率器件621 MSM结构结构器件结构示意图5:22工作原理工作原理7:加上 VR反向偏压,使形成电场和内建电场方向相同相同吸收大于等于大于等于Eg的入射光子 激发 p、I 和 n 区的价带电子,形成大量形成大量电子空穴对电子空穴对电场作用使电子和空穴分离分离导带中电子向 n 区运动,价带空穴向 p 区运动在器件两电
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