High-Performance Solar-Blind Ultraviolet Photodetectors Based on β-Ga2O3 Thin Films Grown on p-Si(111) Substrates with Improved Material Quality via an AlN Buffer Layer Introduced by Metal–Organic Chemical Vapor Deposition

材料科学 响应度 光电探测器 光电子学 金属有机气相外延 暗电流 薄膜 异质结 化学气相沉积 无定形固体 紫外线 图层(电子) 基质(水族馆) 外延 纳米技术 结晶学 化学 海洋学 地质学
作者
Chong Gao,Yuefei Wang,Shihao Fu,Danyang Xia,Yurui Han,Jiangang Ma,Haiyang Xu,Bingsheng Li,Aidong Shen,Yichun Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (32): 38612-38622 被引量:45
标识
DOI:10.1021/acsami.3c07876
摘要

We have achieved significantly improved device performance in solar-blind deep-ultraviolet photodetectors fabricated from β-Ga2O3 thin films grown via metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) on p-Si(111) substrates by improving material quality through the use of an AlN buffer layer. High-structural-quality β-Ga2O3 films with a (-201) preferred orientation are obtained after the introduction of the AlN buffer. Under 3 V bias, the dark current reaches a minimum of 45 fA, and the photo-to-dark current ratio (PDCR) reaches 8.5 × 105 in the photodetector with the metal-semiconductor-metal (MSM) structure. The peak responsivity and detectivity are 38.8 A/W and 2.27 × 1015 cm·Hz1/2/W, respectively, which are 16.5 and 230 times that without the buffer layer. Additionally, benefiting from the introduction of the AlN layer, the photodetection performance of the β-Ga2O3/AlN/Si heterojunction is significantly improved. The PDCR, peak responsivity, and detectivity for the β-Ga2O3/AlN/p-Si photodetector at 5 V bias are 2.7 × 103, 11.84 A/W, and 8.31 × 1013 cm·Hz1/2/W, respectively. The improved structural quality of β-Ga2O3 is mainly attributed to the decreased in-plane lattice mismatch of 2.3% for β-Ga2O3(-201)/AlN(002) compared to that of 20.83% for β-Ga2O3(-201)/Si(111), as well as the elimination of the native amorphous SiOx surface layer on the Si substrate during the initial growth of oxide thin films.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
乔杰完成签到 ,获得积分10
2秒前
晚意完成签到 ,获得积分10
7秒前
vbnn完成签到 ,获得积分10
15秒前
陈曦读研版完成签到 ,获得积分10
20秒前
坚定蘑菇完成签到 ,获得积分10
29秒前
Ray完成签到 ,获得积分10
31秒前
淡然以柳完成签到 ,获得积分10
37秒前
11完成签到 ,获得积分10
50秒前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
范白容完成签到 ,获得积分0
1分钟前
俊逸的盛男完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CodeCraft应助caohan采纳,获得10
1分钟前
含蓄的魔镜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
humble完成签到 ,获得积分10
1分钟前
修辛发布了新的文献求助10
2分钟前
崔京成完成签到 ,获得积分10
2分钟前
alex12259完成签到 ,获得积分10
2分钟前
BYGYHQ完成签到 ,获得积分10
2分钟前
zjh完成签到,获得积分10
2分钟前
一米阳光发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
caohan发布了新的文献求助10
2分钟前
111完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Akim应助yueyueyahoo采纳,获得10
3分钟前
sylinmm完成签到,获得积分10
3分钟前
zpli完成签到 ,获得积分10
3分钟前
泥嚎完成签到,获得积分10
3分钟前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
3分钟前
GingerF应助AI imaging采纳,获得200
3分钟前
一米阳光发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
fishss完成签到 ,获得积分0
3分钟前
yueyueyahoo发布了新的文献求助10
3分钟前
yueyueyahoo完成签到,获得积分10
3分钟前
深情的楷瑞完成签到 ,获得积分10
4分钟前
bono完成签到 ,获得积分0
4分钟前
CY完成签到,获得积分10
4分钟前
CodeCraft应助lllll采纳,获得10
4分钟前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
4分钟前
十月的天空完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
How to Develop Robust Scale-up Strategies for Complex Injectable Dosage Forms 450
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5861493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6370063
关于积分的说明 15643824
捐赠科研通 4974806
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2683747
邀请新用户注册赠送积分活动 1627255
关于科研通互助平台的介绍 1584612