王顺利 王亚超 郭道友† 李超荣 刘爱萍‡

1) (浙江理工大学物理系, 浙江省光场调控技术重点实验室, 光电材料与器件中心, 杭州 310018)

2) (金华紫芯科技有限公司, 金华 321015)

1 引 言

近年来, 紫外探测器因为在导弹预警、火焰探测、臭氧层空洞监测, 以及紫外消毒剂量检测等方面的广泛应用而受到全世界研究人员的关注[1-4].传统的紫外探测器制备材料主要以第一代半导体和第二代半导体为主, 这些半导体禁带宽度小, 截止波长较大, 用于紫外探测时往往需要加上一层滤光片, 已不能满足目前的需求.

氮化镓(GaN)作为第三代半导体, 具有3.4 eV的带隙, 对应的吸收边为365 nm, 是一种天然的紫外探测材料[5,6].同时优异的物理和化学性能使得它制备的器件具有较高的稳定性.近年来对基于GaN材料的紫外探测器的研究主要有以下几种结构, 如金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal, MSM)型[7]、肖特基结型[8], 以及p-n结型[9-11]等.对于MSM型探测器, 主要的问题来自于光熄灭后持续的光电导效应[12], 这主要归因于固有缺陷的亚稳态, 如Ga空位和缺陷[13].近年来, 研究人员进行了不断的优化, 制备了具有出色光响应性的探测器, 但是这些探测器通常需要外加偏压工作, 这无形中增大了探测器的尺寸不利于小型化的发展趋势, 同时响应速度也较慢.在p-n结和肖特基结的结接触区由于不同材料之间的电势差会产生内建电场, 它使得光生载流子可以自发且快速的分离, 不仅能够提高响应速度同时还具有自供电的效果.肖特……