4H-SiC基肖特基结紫外探测器的高温和可靠性研究

摘要

紫外探测在军民应用和科研领域有极其重要的应用,包括火焰监测、油气勘探、紫外通信、集成进可穿戴设备进行紫外光监测等,其中一些重要应用中要求探测器在高温状态下工作.4H-SiC宽带隙半导体材料具有优越的电学特性和成熟的材料制备技术,是制备肖特基结紫外探测器的理想材料.在本项工作中,制备了高性能的4H-SiC基肖特基结紫外探测器,并对其高温特性和可靠性进行了研究.在SiC上淀积了5nm的Ni形成半透明的肖特基结。在25-200度温度范围内，器件展现了极低的暗电流（Fig.l）。通过测量器件在同样温度范围内的光谱响应特性，器件的峰值响应位于285nm，峰值响应度为0.115A/W，对应最大外量子效率～50.0%(Fig.2)。最后，采用200度高温存储和更高温度的热退火处理，对器件的高温可靠性进行了研究。在空气中的200度热台上存储100h后，器件的光谱响应和漏电均没有明显变化（Fig.3）。同时，热退火温度达到500度后，器件的漏电才有明显上升(Fig.4)，说明器件具有良好的高温可靠性。