Estructura del fotodetector GaN PIN basado en Si

Estructura del fotodetector GaN PIN basado en Si

Los nitruros III son adecuados para trabajar en condiciones extremas debido a su excelente dureza por radiación y sus propiedades a altas temperaturas. Allí, se ha informado sobre la fabricación de varios tipos de fotodetectores (PD) basados ​​en GaN durante la última década. Además, la alta conductividad del sustrato de silicio ha llamado la atención sobre la construcción de fotodetectores basados ​​en GaN sobre estructuras epitaxiales de silicio (Si). Entre todas las estructuras, la estructura del fotodetector PIN crea dispositivos con alto voltaje de ruptura, baja corriente oscura, corte agudo y alta capacidad de respuesta.PAM-XIAMEN puede proporcionar obleas semiconductoras, como la estructura epitaxial del fotodetector PIN basado en Si para cumplir con sus requisitos. Para obtener más información sobre las obleas, consultehttps://www.powerwaywafer.com/products.html.Las especificaciones de estructuras de fotodetectores de semiconductores cultivadas epitaxialmente en sustrato de silicio se enumeran, por ejemplo:

Oblea epitaxial de GaN de la estructura del fotodetector PIN

1. Oblea epitaxial con fotodetector PIN basado en Si

No. 1 Epiestructura GaN en Si PIN para fotodetector

Capa Espesor Concentración de dopaje
p++
p+ ~500nm
n-GaN ~5E15cm-3
n+-GaN 1um
buffer
sustrato de silicio


No.2 Si-based GaN PIN Photodetector Epitaxial Wafer

Capa Espesor Concentración de dopaje
pGaN 0.1~0.3um
i-GaN
nGaN 1~1.5um 1E18 ~ 5E18
Uganda
Tampón (Al, Ga)N
AlN
sustrato de silicio

2. Nitruros para dispositivo de estructura de fotodetector

El nitruro de galio (GaN) y sus materiales de aleación (incluidos el nitruro de aluminio, el nitruro de aluminio y galio, el nitruro de indio y galio, el nitruro de indio) se caracterizan por su gran banda prohibida y su amplio rango espectral (que abarca desde la banda completa ultravioleta hasta la infrarroja), resistencia a altas temperaturas y buena resistencia a la corrosión, lo que lo hace de gran valor de aplicación en el campo de la optoelectrónica y la microelectrónica. el alxGeorgia1-xEl sistema de material N ha demostrado ser muy adecuado como material fotodetector en el rango de longitud de onda de 200-365 nm. Este éxito ha llevado a la comercialización de fotodetectores de estructura lateral o vertical basados ​​en nitruro. La eficiencia de la estructura del fotodetector se requiere muy alta.

3. Acerca del fotodetector PIN

Un fotodetector PIN se forma agregando capas de capas intrínsecas entre la región de tipo P y la región de tipo N del fotodetector. Dado que la anchura de la región de empobrecimiento añadida a la capa intrínseca aumenta considerablemente, se mejora el fotodetector PIN. La unión PN de la estructura del fotodetector PIN que se describe a continuación es lateral, por lo que se denomina fotodetector PIN lateral. El sustrato de Si para fabricar el fotodetector PIN lateral no está dopado, por lo que la resistividad del sustrato es alta. La región de agotamiento se forma en el sustrato de Si intrínseco. Dado que el sustrato intrínseco no está dopado, el fotodetector PIN tiene una región de agotamiento relativamente amplia y, por lo tanto, tiene una eficiencia cuántica relativamente grande y una alta capacidad de respuesta.

Sin embargo, para el principio de funcionamiento del fotodetector PIN, la intensidad del campo eléctrico disminuye rápidamente desde la superficie hacia el interior en la estructura lateral del detector PIN, es decir, la mayor parte de la intensidad del campo eléctrico se concentra en la superficie del detector. A bajas frecuencias, la capacidad de respuesta del detector PIN lateral es relativamente alta, pero solo las portadoras fotogeneradas generadas en la superficie son portadoras rápidas, que pueden funcionar a velocidades altas. Los portadores generados en el sustrato de Si llegan a los electrodos a través del movimiento de difusión, lo que debilita en gran medida el rendimiento del fotodetector PIN.

PowerwayOblea

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