III-Nitride eignen sich aufgrund ihrer hervorragenden Strahlungshärte und Hochtemperatureigenschaften für Arbeiten unter extremen Bedingungen. Darin wurde in den letzten zehn Jahren über die Herstellung verschiedener Arten von GaN-basierten Photodetektoren (PDs) berichtet. Außerdem hat die hohe Leitfähigkeit des Siliziumsubstrats die Aufmerksamkeit auf die Konstruktion von Fotodetektoren gelenkt, die auf epitaxialen Strukturen aus GaN auf Silizium (Si) basieren. Unter allen Strukturen stellt die PIN-Fotodetektorstruktur Vorrichtungen mit hoher Durchbruchspannung, niedrigem Dunkelstrom, scharfer Abschaltung und hoher Empfindlichkeit her.PAM-XIAMEN kann Halbleiterwafer, wie Si-basierte PIN-Fotodetektor-Epitaxiestruktur, liefern, um Ihre Anforderungen zu erfüllen. Weitere Informationen zu Wafern finden Sie unterhttps://www.powerwaywafer.com/products.html.Die Spezifikationen von Halbleiter-Fotodetektorstrukturen, die epitaktisch auf Siliziumsubstrat aufgewachsen sind, sind beispielsweise aufgeführt:

1. Si-basierter PIN-Fotodetektor-Epitaxialwafer

Nr. 1 GaN auf Si PIN Epistruktur für Photodetektor

No.2 Si-based GaN PIN Photodetector Epitaxial Wafer

2. Nitride für eine Photodetektorstrukturvorrichtung

Galliumnitrid (GaN) und seine Legierungsmaterialien (einschließlich Aluminiumnitrid, Aluminiumgalliumnitrid, Indiumgalliumnitrid, Indiumnitrid) zeichnen sich durch ihre große Bandlücke und ihren breiten Spektralbereich (von Ultraviolett bis Infrarot-Vollband), hohe Temperaturbeständigkeit und aus gute Korrosionsbeständigkeit, was es zu einem großen Anwendungswert im Bereich der Optoelektronik und Mikroelektronik macht. Die Al_xGa_1-xN-Materialsystem hat sich als Photodetektormaterial im Wellenlängenbereich von 200–365 nm als sehr geeignet erwiesen. Dieser Erfolg hat zur Kommerzialisierung von Photodetektoren mit lateraler oder vertikaler Struktur auf Nitridbasis geführt. Der Wirkungsgrad der Fotodetektorstruktur ist sehr hoch.

3. Über den PIN-Fotodetektor

Ein PIN-Photodetektor wird gebildet, indem Schichten aus intrinsischen Schichten zwischen dem P-Typ-Bereich und dem N-Typ-Bereich des Photodetektors hinzugefügt werden. Da die Breite des zu der intrinsischen Schicht hinzugefügten Verarmungsbereichs stark erhöht wird, wird der PIN-Fotodetektor verbessert. Der PN-Übergang der unten beschriebenen Photodetektorstruktur PIN ist lateral, daher wird er als lateraler PIN-Photodetektor bezeichnet. Das Si-Substrat zum Herstellen des seitlichen PIN-Fotodetektors ist undotiert, so dass der spezifische Widerstand des Substrats hoch ist. Der Verarmungsbereich wird auf dem intrinsischen Si-Substrat gebildet. Da das intrinsische Substrat undotiert ist, hat der PIN-Photodetektor einen relativ breiten Verarmungsbereich und somit eine relativ große Quanteneffizienz und ein hohes Ansprechvermögen.

Für das Arbeitsprinzip des PIN-Fotodetektors nimmt die elektrische Feldstärke jedoch schnell von der Oberfläche zum Inneren in der lateralen Struktur des PIN-Detektors ab, das heißt, der größte Teil der elektrischen Feldstärke wird auf der Oberfläche des Detektors konzentriert. Bei niedrigen Frequenzen ist die Empfindlichkeit des lateralen PIN-Detektors relativ hoch, aber nur die an der Oberfläche erzeugten photogenerierten Träger sind schnelle Träger, die mit hohen Raten arbeiten können. Die im Si-Substrat erzeugten Ladungsträger erreichen die Elektroden durch Diffusionsbewegung, was die Leistung des PIN-Fotodetektors stark schwächt.

Remark：
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!

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