Polarization Assisted Interdigital AlGaN/GaN Heterostructure Ultraviolet Photodetectors

光电子学 材料科学 异质结 光电探测器 紫外线 极化(电化学) 欧姆接触 光电流 电场 暗电流 物理 图层(电子) 纳米技术 化学 量子力学 物理化学
作者
Jiarui Guo,Yan Gu,Yushen Liu,Fangzhou Liang,Wei Chen,Feng Xie,Xifeng Yang,Weiying Qian,Xiangyang Zhang,Guoqing Chen,Guofeng Yang
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70 (5): 2352-2357 被引量:11
标识
DOI:10.1109/ted.2023.3258920
摘要

An ultraviolet (UV) photodetector (PD) applying the two-dimensional electron gas (2DEG) at the AlGaN/GaN interface with AlGaN symmetrical interdigital structure is designed. The Ti/Al/Ti/Au metal stack is fabricated on the AlGaN interdigital structure for ohmic contacts. The interdigital AlGaN/GaN heterostructure assists to enhance the polarization electric field in the GaN absorption layer. The increased polarization electric field in the GaN absorption layer can facilitate the separation of electrons and holes, and also enhance the transport of the photogenerated carriers. The polarization-enhanced physical mechanism of the AlGaN/GaN 2DEG UV PD is systematically explored by the theoretical simulations. As a result, the designed UV PD exhibits a broadband characteristic with response spectra from 300 to 365 nm and a cutoff wavelength of 365 nm in accordance with the bandgap wavelength of GaN. The normalized photocurrent-to-dark current ratio (NPDR) of $1.31\times 10^{{9}}\,\,\text{W}^{-{1}}$ is measured at 10 V.
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