新成果展示：AlGaN/GaN基紫外光电晶体管的设计与制备
紫外光电探测器被广泛应用于导弹预警、火灾探测、非可见光通信、环境监测等民事和军事领域，这些应用场景的实现需要器件具有高信噪比和高灵敏度。因此，光电探测器需要具备响应度高、响应速度快和暗电流低的特性。近期，天津赛米卡尔科技有限公司技术团队提出了一种AlGaN/GaN基紫外光电晶体管结构，并通过仿真计算与实验制备相结合的方法对器件性能进行了分析和验证。
图1（a）展示了AlGaN/GaN基紫外光电晶体管的三维结构示意图，源极和漏极为左右两侧台面上的金属电极，栅极的设计采用凹槽和Al0.20Ga0.80N层功能结构。在无光照条件下，i-GaN/Al0.20Ga0.80N界面处的负极化电荷对凹槽下方的电子产生耗尽效应，使晶体管处于关断状态，可大幅降低器件的暗电流；在加光条件下，i-GaN层内部产生的光生载流子可屏蔽界面极化电荷，使晶体管处于导通状态。图1（b）为实验测得的光暗电流，由于暗电流值太小超过了源表的量程，因此准确的暗电流值无法测出，但是可以推测出暗电流值低于3.40 × 10−11 A/cm2。在5 V的偏置电压下，光电流值达到了10-6 A/cm2，光暗电流抑制比超过了104。图1（c）为仿真计算得到的光暗电流，与实验测试结果结论一致，也证明了数理模型的合理性。
图1（a）器件的三维结构示意图，（b）实验测试的光暗电流，（c）仿真计算的光暗电流
该成果最近被应用物理领域权威SCI期刊IEEE Transactions on Electron Devices收录（2023, DOI: 10.1109/TED.2023.3310944）