高紫外可见抑制比的AlGaN基日盲紫外探测器光谱形成机制研究

The urgent needs of the project for a new generation of quantum information, and biological technology of high performance solar blind ultraviolet photoelectric detector, using the principle of semiconductor energy band engineering, the spectrum formation mechanism of AlGaN-based solar-blind UV detector will be studied and the detector has high UV visible rejection ratio. Two-dimensional effects of electric field distribution on the carrier generation and transport properties of wide bandgap optoelectronic devices is clarified, especially the Al component gradient, and mesa device surface geometry, polarization effect, deep level defects and low damage etching process and passivation process on the detector spectral shape. The regulation method of solar blind ultraviolet device’s spectrum is searched for. Solution of low solar-blind UV detectors’ UV visible rejection ratio, will provide important theory and technology operation support for practical application of the detection to surface near the weak solar blind UV.

本项目针对新一代信息、量子及生物等技术领域对高性能的日盲紫外光电探测器的迫切需求，利用半导体能带工程的原理，研究高紫外可见抑制比的AlGaN基日盲紫外光电探测器的光谱形成机制，弄清二维场强分布对宽禁带光电器件的载流子产生和输运特性的影响，特别是Al组分梯度、器件表面和台面的几何形状、极化效应、深能级缺陷以及低损伤刻蚀工艺、钝化工艺等因素对探测器光谱形状的影响，找到对日盲紫外器件光谱的调控方法，解决目前日盲紫外探测器普遍存在的紫外可见抑制比偏低的问题，为地表附近的弱日盲紫外探测走向实用化，提供重要理论和技术支持。

研究了AlGaN外延薄膜的透射光谱与材料参数的关系；针对GaN基紫外探测器的器件结构设计以及器件工艺等进行了研究，并测试了不同结构的紫外探测器的响应光谱；详细研究了测试系统对紫外探测器光谱测试的影响。采用交流调制和锁相放大器的测试方法，并与直流放大的测试方法相对比，得到了最佳的测试条件。设计了一个以波长275nm的发光二极管为光源、光电二极管为探测器的紫外光传输实验系统。.通过以上材料、器件工艺、测试条件和紫外光传输等方面的应用研究，为日盲紫外器件的实用化奠定了一定的基础，有望在紫外日盲光通讯方面获得应用。