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极化效应对AlGaN/GaN异质结p-i-n光探测器的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012.3.3
  • 页码:452-458
  • 分类:TN386.3[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安电子科技大学微电子学院,宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安710071
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61076097,60976068)、教育部科技创新工程重大项目培育资金项目(批准号:708083)和微电子预研资助项目(批准号:513080401)资助的课题.
  • 相关项目:高k叠层栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件结构实现与可靠性表征
中文摘要:

基于等效薄层电荷近似模拟表征极化电荷的作用,通过自洽求解Poisson-Schrodinger方程以及求解载流子连续性方程,计算并且讨论了p-AlGaN层掺杂浓度和界面极化电荷对AlGaN/GaN异质结p-i-n紫外探测器能带结构和电场分布以及光电响应的影响.结果表明,极化效应与p-AlGaN层掺杂浓度相互作用对探测器性能有较大影响.其中,在完全极化条件下,p-AlGaN层掺杂浓度越大,p-AlGaN层的耗尽区越窄,i-GaN层越容易被耗尽,器件光电流越小.在一定掺杂浓度条件下,极化效应越强,p-AlGaN层的耗尽区越宽,器件的光电流越大.最后还分析了该结构在不同温度下的探测性能,证明了该结构可以在高温下正常工作.

英文摘要:

Based on the simulation of the polarization effect by the sheet charge layer approximately, the energy band structures and elec-tric field distributions of AlGaN/GaN heterostructures with different doping concentrations of p-AlGaN and polarization effects are calculated by self-consistenly solving the Poisson-Schrodinger equations. The corresponding photoelectric response is calculated and discussed by solving the carriers continuity equation. The results show the interaction between the doping concentration and the polarization effect has an important influence on the performance of the p-i-n detector. Specially, under the condition of complete polarization, a high doping concentration in the p-A1GaN layer will result in a narrow depletion region in p-A1GaN layer and the i-GaN layer will be depleted easily, which corresponds to a low photocurrent. Similarly, a strong polarization will result in a wide depletion region in p-AlGaN and high photocurrent for the same doping concentration in p-AlGaN layer. Finally, the effect of temperature on the performance of the detector is calculated and analyzed. It is concluded that AlGaN/GaN heterostructure p-i-n ultraviolet detector can be used in the high temperature environment.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876