Ultraplatzonas pusvadītāju plānu kārtiņu UVC diapazona fotodetektoru izgatavošana un raksturošana

Abstract

Ultraplatzonas pusvadītāju materiālus, kuru aizliegtās zonas platums ir virs 4.4 eV , var izmantot kā saules aklus fotodetektorus, proti, Zemi sasniegušais Saules starojums to darbību neietekmē. Tas nozīmē, ka šādi materiāli lieti var noderēt vides novērošanas vai kosmosa tehnoloģiju fotodetektoru izveidē. Darbā tiek uzstādīta UV diapazona fo toelektrisko mērījumu sistēma, ar kuru tika raksturotas Ga2O3 un GeO2 plānu kārtiņu fotoelektriskās īpašības. Autors ar optiskās litogrāfijas metodi izgatavoja fotodetekto rus, uz vairāku ultraplatzonas pusvadītāju kārtiņām izveidojot metāliskos kontaktus, un analizēja iegūtos rezultātus. Būtiskākie darba sasniegumi ir: a − Ga2O3 plānajām kārti ņām tika novērots 14 A/W jutīguma maksimums pie 240 nm apgaismojuma; izveidotajai n −Ga2O3/p −GaN fotodiodei ātrdarbības piesātināšanās un norimšanas laiki pie 250 nm apgaismojuma ir 505 un 78 ms, bet pie 350 nm- 60 un 67 ms; r−GeO2 fotodetekto ra gadījumā šis darbs ir viens no pirmajiem, kur demonstrētas šāda fotodetektora saules akluma īpašības un tā darbība UVC diapazonā.

Ultrawide-bandgap semiconductors have a bandgap larger than 4.4 eV and thus they can be used as solar-blind photodetectors, meaning that sunlight that has reached the Earth does not affect them. Such materials have many potential applications in environmental monitoring and space technologies. In this work a setup for photoelectric measurements in the UV range is created and perspective Ga2O3 and GeO2 thin films are characterized. The author fabricated photodetectors by depositing metallic contacts un semiconductor thin films using optical lithohraphy, carried out photoelectric measurements of various photodetectors and analyzed the results. The main achievements are: for a−Ga2O3 thin f ilm responsivity of 14 A/W at 240 nm illumination was observed; n − Ga2O3/p −GaN photodiode had time response rise and fall times for 250 nm illumination 505 and 78 ms respectivelly, for 350 nm- 60 and 67 ms; and in the case of r − GeO2, to best of the author’s knowledge, this is the first instance of reported distinct solar-blind properties and characterization in the UVC range.