【国内论文】有/无空穴阻挡层的 p-Si/n-Ga₂O₃ 异质结的紫外线日盲检测性能

        近期，由北京工业大学的研究团队在学术期刊Journal of Materials Science: Materials in Electronics发布了一篇名为The performance of ultraviolet solar-blind detection of p-Si/n-Ga₂O₃ heterojunctions with/without hole-blocking layer（有/无空穴阻挡层的 p-Si/n-Ga₂O₃ 异质结的紫外线日盲检测性能）的文章。

摘要

        宽禁带半导体Ga₂O₃因其合适的带隙、高晶体质量和热稳定性，已成为一种优秀的紫外检测材料。在本文中，表征了不同厚度的Ga₂O₃的微观结构，并进一步研究了Ga₂O₃/p-Si异质结的日盲检测性能。XRD 和 UV-VIS 显示，溅射 20 分钟的 Ga₂O₃ 为非晶态，带隙为 4.98 eV，随着溅射时间的延长，Ga₂O₃ 沿着 (002) 晶面生长，带隙增大。XPS显示，Ga₂O₃中的晶格氧含量随着溅射时间的增加而增加，但Ga₂O₃溅射1.5小时的Ga³⁺含量达到峰值。在Ga₂O₃/p-Si异质结中，Ga-O键合能的增加加速了响应速度。电学实验表明，由溅射1.5小时的Ga₂O₃和p-Si组成的异质结在5.7 V时达到了较高的光电流比（PDCR），值为6684。同时，异质结在0 V时的上升和衰减时间分别为0.13秒和0.14秒，且随着施加电压的增加，衰减时间逐渐从0.1秒增加到0.7秒。然而，在p-Si和Ga₂O₃界面插入20 nm的Si掺杂Ga₂O₃作为空穴阻挡层显著减少了在各种施加偏压下的衰减时间，并且对异质结的光电流没有明显的损害。

DOI：doi.org/10.1007/s10854-024-12897-7