【器件论文】Ge 掺杂诱导的 β/ε-Ga₂O₃ 相工程及其在高性能紫外线探测器中的应用

        由山东大学、中国科学技术大学、济南晶恒电子有限责任公司的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Ge-Doping-Induced Phase Engineering of β/ε-Ga₂O₃ for High-Performance Ultraviolet Detector（Ge 掺杂诱导的 β/ε-Ga₂O₃ 相工程及其在高性能紫外线探测器中的应用）的文章。

摘要

        基于本征氧化镓（Ga₂O₃）的日盲深紫外（DUV）光电探测器通常由于载流子传输性能差和缺陷密度高，在低响应率和高暗电流之间存在权衡。为了克服这些瓶颈，本研究利用雾气化学气相沉积（Mist-CVD）技术制备了掺锗氧化镓（Ga₂O₃）薄膜，成功构建了高质量的 β/ε 异相同质结。锗的掺入有效缓解了晶格应变，抑制了阳离子空位，并将 Ga/O 化学计量比恢复到接近理想值。至关重要的是，诱导的 β/ε 界面自然形成了具有强内建电场的II型交错带排列。这种结构通过高势垒抑制了暗电流，同时在光照下通过空穴捕获诱导的光门控效应实现了巨大的光电导增益。因此，掺锗金属-半导体-金属（MSM）光电探测器表现出优异的性能，在 50V 电压下保持了 10⁻¹⁰ A 的低暗电流。值得注意的是，其峰值响应率达到 160 A/W（40V），比探测率达到 4.81×10¹⁴ Jones，光暗电流比（PDCR）达到 2.3×10⁵，与未掺杂探测器相比，性能显著提升了四个数量级。这些结果验证了锗诱导相工程是开发高灵敏度、低噪声 DUV传感应用的一种有前景的策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D6TC00506C