近日，我院宽禁带半导体光电材料与器件研究团队在AlGaN基日盲超深紫外探测器的开发方面取得进展，研究成果以"A 250 nm high-performance AlGaN-Based Metal–Semiconductor–Metal deep ultraviolet detector"为题被《Micro and Nanostructures》杂志接收发表；以"AlGaN-Based Solar-Blind Ultraviolet Detector with a Response Wavelength of 217 nm" 为题被《Physica Status Solidi A-applications And Materials Science》杂志接收发表。

Metal–Semiconductor–Metal(MSM)型深紫外探测器凭借其结构简单，响应速度快，易于集成的优点，已成为一种颇具发展潜力的光电器件。高性能的深紫外探测器可以被用于消防、空天日盲紫外激波探测、深空紫外探测等领域，具备很高的商业价值。MSM型探测器的性能主要与吸收层的材料，肖特基势垒和电极尺寸有关。通过生长高质量的材料，选择合适的接触金属，设计合适的电极形状，能够有效地降低器件的暗电流和工作电压，并提高光电流。Al组分含量为0.67的AlGaN材料可以使器件的吸收边控制在250 nm附近。Ti具备低功函数，低电阻率的特点，是构建肖特基势垒的理想材料。在这项工作中，利用金属有机气相外延（MOCVD）生长Al_0.67Ga_0.33N材料和传统光刻法制作Ti/Ni/Au电极。本研究成功获得了具备低肖特基势垒，高量子效率（EQE），低工作电压的深紫外探测器。光电探测器在超深紫外波段（244 nm～250 nm）具备低工作电压（14V），高量子效率(EQE)（2160 %）的特点。探测器在最大工作电压下的响应度（R）为4.24 A/W，探测率（D^*）接近1.32×10¹¹ Jones，光暗电流比超过10³。本研究设计并制造了一种结构简单的高性能MSM型深紫外探测器。

另一成果为开发了一种高性能p-i-n型日盲超深紫外探测器。本研究利用短超晶格极化诱导p型掺杂生长技术，制作了蓝宝石衬底上生长的AlGaN基高性能p-i-n型背光超深紫外探测器。该日盲超紫外探测器的量子效率(EQE)为70.2%。在-5V下，响应度（R）达到123 mA/W，响应波长（λ）为217 nm。同时，暗电流密度为2.21×10^-8 A/cm²。此外，探测器的紫外/可见抑制比超过10⁴，探测率（D^*）计算为6.7×10¹² Jones。超深紫外探测器件的优越性能来源于高质量的外延层和异质结。作为第三代半导体材料，该技术为氮化物宽禁带半导体材料提供了新的思路，进一步带来了宽带隙电子器件的突破。

论文一：A 250 nm high-performance AlGaN-Based Metal–Semiconductor–Metal deep ultraviolet detector

论文作者：郑刚（硕士生），张冉（硕士生），王玉坤（通信作者），侯汧妤（通信作者），李敏（硕士生），校凯（博士生），邓荐宇，孙文红（通信作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.micrna.2023.207680

论文二：AlGaN-Based Solar-Blind Ultraviolet Detector with a Response Wavelength of 217 nm

论文作者：张冉（硕士生），郑刚（硕士生），程斌，白俊春，林显琦（硕士生），校凯（博士生），王玉坤（通信作者），侯汧妤（通信作者），孙文红（通信作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1002/pssa.202300231