Reach-Through-Collector Based 4H-SiC Phototransistor Enabling nW/cm2 UV Detection

光电二极管 物理 分析化学(期刊) 光电子学 化学 色谱法
作者
Yifu Wang,Wenxin Li,Weizong Xu,Feng Zhou,Dong Zhou,Fangfang Ren,Dunjun Chen,Rong Zhang,Youdou Zheng,Hai Lu
出处
期刊:IEEE Electron Device Letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:45 (4): 617-620 被引量:2
标识
DOI:10.1109/led.2024.3359612
摘要

SiC phototransistor has been widely studied for the weak UV detection, however, is facing with severe limit for the detection of UV light below $\mu \text{W}$ /cm2. In this work, reach-through-collector configuration based SiC phototransistor has been demonstrated, where sensitivity of base region to the bias voltage has been largely alleviated, achieving fine control on the neutral zone in the base layer. The tunable gain range for the weak UV light has been extended to over $10^{{8}}$ , while the dark current is kept below 0.5 pA, and the noise figure is as low as $10^{-{28}}\,\,\text{A}^{{2}}$ /Hz at 10 Hz. These characteristics contribute to a UV-to-visible rejection ratio of ${1}.{9}\times {10} ^{{7}}$ and a detectivity of ${4}.{9}\times {10} ^{{15}}$ cm $\cdot $ Hz $^{\text {1/{2}}}$ /W, enabling a UV detection with power as low as 5 nW/cm2. With additional advantageous dynamic response performance, this reach-through collector based PTD solution paves a way to SiC based ultra-weak UV detection technology.
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