基于氧化镓材料性能调控及高性能日盲紫外光电探测器的研究

近日，“2023功率与光电半导体器件设计及集成应用论坛”于西安召开。论坛由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）指导，西安交通大学、极智半导体产业网（www.casmita.com）、第三代半导体产业主办，西安电子科技大学、中国科学院半导体研究所、第三代半导体产业技术创新战略联盟人才发展委员会、全国半导体应用产教融合（东莞）职业教育集团联合组织、西安和其光电股份有限公司等单位协办。

 

期间，“平行论坛2：光电子器件及应用”上，西安电子科技大学微电子学院博士研究生王逸飞带来“基于氧化镓材料性能调控及高性能日盲紫外光电探测器的研究”的主题报告，超宽禁带半导体氧化镓因其高击穿场强、稳定性好和具有天然的日盲带隙等特点近年来受到广泛关注，然而在实际应用中仍面临一些问题，例如有效的p型氧化镓半导体获得以及基于氧化镓的日盲紫外光电探测器对紫外光的响应不足。

报告分享了氧化镓材料性能调控和氧化镓日盲探测器方面的研究进展。报告指出，缺电子元素与N元素共掺杂方法将受主能级位置有效降低，实现了p型氧化镓；过渡金属掺杂调控氧化镓，揭示过渡金属元素掺杂氧化镓形成能和引入缺陷能级规律的同时，还首次发现IB和IIB族金属将会引入AX中心，是阻碍p型氧化镓的获得的新原因；低维氧化镓材料的性质，包括电学性质、光学性质、力学性质和热学性质等，并对其进行单轴应变、外加电场以及杂质原子钝化等方法调控，为未来高性能低维氧化镓基器件的制备提供理论指导；

首次提出采用有机聚合物调控氧化镓光电探测器，其响应度增加36 %，提升了对日盲紫外光的响应特性；探究不同In组分掺杂的影响，实现高迁移率（μsat= 3.63 cm2/V·s）、低亚阈值摆幅（SS= 1.38 V/decade）的氧化镓薄膜晶体管，进一步获得对日盲紫外光高响应特性的光电探测器；构建In2O3/IGO异质结晶体管，获得更高载流子迁移率（μsat= 10.22 cm2/V·s）的异质结晶体管，为未来光电探测应用提供器件基础；氧化镓与不同二维材料体系的界面特性，丰富氧化镓界面理论的同时为制备高性能氧化镓/二维材料基光电探测器提供理论指导。

审核编辑：刘清