氮化镓基感光栅极高电子迁移率晶体管器件设计与制备

作者：朱彦旭; 宋会会; 王岳华; 李赉龙; 石栋

来源：Acta Physica Sinica, 2017, 66(24): 237-242.

• 高电子迁移率晶体管
• 锆钛酸铅
• 感光栅极
• 光探测

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)作为栅控器件,具有AlGaN/GaN异质结处高浓度的二维电子气(2DEG)及对表面态敏感等特性,在栅位置处与感光功能薄膜的结合是光探测器领域重要的研究方向之一.本文首先提出在GaN基HEMT栅电极上引入光敏材料锆钛酸铅(PZT),将具有光伏效应的铁电薄膜PZT与HEMT栅极结合,提出一种新的"金属/铁电薄膜/金属/半导体(M/F/M/S)"结构;然后在以蓝宝石为衬底的AlGaN/GaN外延片上制备感光栅极HEMT器件.最后,通过PZT的光伏效应来调控沟道中的载流子浓度和通过源漏电流的变化来实现对可见光和紫外光的探测.在365 nm紫外光和普通可见光条件下,对比测试有/无感光栅极的HEMT器件,在较小Vgs电压时,可见光下测得前者较后者的饱和漏源电流Ids的增幅不下降,紫外光下前者较后者的Ids增幅大5.2 mA,由此可知,感光栅PZT在可见光及紫外光下可作用于栅极GaN基HEMT器件并可调控沟道电流.

• 出版日期2017
• 单位北京工业大学