通过InN/AlN异质结构集成与掺杂工程PIN架构增强GaN基光电探测器的紫外探测
仪器与探测器
2025-08-12 v3
摘要
本研究对用于紫外应用的氮化镓(GaN)基金属-半导体-金属(MSM)光电探测器进行了全面的仿真优化。所提出的器件架构在蓝宝石衬底上集成了新颖的氮化铟/氮化镓/氮化铝(InN/GaN/AlN)异质结构，并结合了优化的掺杂策略和交错电极几何结构。通过系统分析 mesa 层厚度、缓冲层、衬底类型和掺杂浓度的影响，我们证明了在光电流生成、光吸收率和光谱响应度方面的显著提升。特别地，将传统的蓝宝石衬底替换为碳化硅(SiC)，并在GaN区域引入低浓度p型和n型(p-n)掺杂，使器件表现出p-i-n二极管特性，有助于降低暗电流并提高紫外选择性。在这些结构增强的基础上，对镍/金(Ni/Au)电极指条的最终几何优化使光电流相比初始设计提升了约八倍，这是吸收效率提升的最主要贡献。这些发现为设计下一代具有更高灵敏度、噪声性能和热兼容性的MSM光电探测器提供了有效途径，适用于高性能紫外探测应用。
引用
@article{arxiv.2503.14670,
title = {Enhanced UV Detection in GaN-Based Photodetectors through InN/AlN Heterostructure Integration and Doping-Engineered PIN Architecture},
author = {M. Kilin and O. Tanriverdi and B. Karahan and F. Yasar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14670},
year = {2025}
}