Ga2O3是继Si、SiC、GaN之后的第四代宽带隙半导体材料。其带隙高达4.9 eV，可以定向探测日盲带中的紫外光，并且不受太阳光背景辐射的影响，使得这种材料具有天然的日盲特性。盲式太阳紫外光电探测器具有良好的抗干扰能力，广泛应用于紫外通信、火灾监测和环境保护等领域。近日，天津赛米卡尔科技有限公司技术团队开发了完善的Ga2O3材料数据库，利用TCAD仿真设计平台，搭建了如图1所示的基于金属网格结构的Ga2O3/AlGaN/GaN基日盲紫外探测器。
图一。(a)金属栅结构的Ga2O3/AlGaN/GaN日盲紫外探测器结构图；(a1)金属栅极区域的TEM图像；(b)b)ga2o 3薄膜的高分辨率XRD摇摆曲线；(c)ga2o 3/AlGaN/GaN日盲紫外探测器结构的俯视图；(d)ga2o 3/AlGaN/GaN日盲紫外探测器能带分布图。
同时，技术小组还系统地研究了金属网格对切换2D电子气(2DEG)通道在黑暗和光明条件下。如图2(a)-2(b)所示，在黑暗条件下，AlGaN层上金属栅的耗尽有效抑制了器件的暗电流，即在2DEG沟道上表现出夹断效应。如图2(c)-2(d)所示，在光照条件下，Ga2O3吸收层产生的光生电子在电场的作用下被输运至2DEG沟道，补充了金属栅下的耗尽电子，2DEG沟道重新导通，促进了光生电子的快速输运。
2.(a)没有照明的日盲紫外探测器的(b)AlGaN/GaN区域的电子浓度的二维分布和(b)能带分布；(c)紫外辐照下日盲紫外探测器的电子浓度二维分布和(d)AlGaN/GaN区的能带分布。
此外，如图3所示，技术团队将上述器件结构的实验测试结果与模拟计算结果进行了对比：由于测试设备精度的限制，实验测试的暗电流无法达到理论计算值的量级，但实验测试获得的光电流与模拟计算处于同一量级，验证了Ga2O3材料信息数据库的可行性。
图3。(a)光电流和暗电流的实验测试；(b)理论计算的光电流和暗电流；虚线是测试系统的测试极限。
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