GaN基p-i-n型紫外探测器钝化工艺研究

摘要

钝化层膜系的选择及其工艺的优化对降低GaN基紫外探测器的漏电流和提升其可靠性是至关重要的。文章采用多种钝化层：等离子体增强化学气相沉积生长的Si3N4（PECVD-Si3N4）、电感耦合等离子体化学气相沉积生长的Si3N4（ICPCVD-Si3N4）和SiO2（ICPCVD-SiO2）以及等离子原子层沉积生长的Al2O3（PEALD-Al2O3）,分别制备了GaN基金属-绝缘体-半导体（MIS）器件，并对MIS器件的电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性进行了对比研究。采用PECVD-Si3N4作为钝化层的GaN基MIS器件具有较低的漏电流；在双层PECVD-Si3N4钝化层中插入PEALD-Al2O3薄膜可以进一步降低界面态密度：平均界面态密度从3.94×1013 eV-1·cm-2降低到3.52×1011 eV-1·cm-2。利用这种“三明治结构”钝化膜，制作p-i-n型GaN基紫外雪崩探测器，与单层膜系的探测器相比，在113 V反向偏压下的暗电流从3.73×10-8 A降至3.34×10-8 A。