19、III族氮化物光电探测器与氮化镓衬底激光二极管的发展

III族氮化物光电探测器与氮化镓衬底激光二极管的发展

一、III族氮化物光电探测器的发展

III族氮化物光电探测器技术取得了显著进展，多种器件得以展示，器件性能逐步提升，对底层机制的理解也不断加深。

1. 器件成果
   • 已经展示了由AlGaN p - i - n结构制成的高性能日盲焦平面光电探测器阵列。在获得高性能背照式肖特基势垒二极管（SBDs）后，研究团队使用相同的外延结构制造了高性能焦平面阵列（FPA），对于一个256×256元素的阵列，实现了σ/µ = 6%的高响应均匀性。
   • 众多研究围绕不同类型的III族氮化物光电探测器展开，如基于GaN的光电导探测器、肖特基势垒探测器、p - n结探测器、金属 - 半导体 - 金属（MSM）探测器等，以及基于AlGaN的日盲紫外探测器等。不同的探测器在响应度、量子效率、暗电流、速度等性能方面各有特点和优化方向。
2. 研究热点与挑战
   • 雪崩器件 ：随着块状GaN和AlN衬底可用性的增加，研究界对雪崩器件的开发表现出兴趣。这些衬底较低的螺纹位错密度（TDD）使得一方面能够实现更高的增益和更低的暗电流，另一方面有可能制造更大面积的器件。因为如果TDD高，大面积器件会因器件区域覆盖的大量位错处发生微等离子体击穿而失效。然而，这些块状衬底的高成本成为该领域研究工作的重大障碍。尽管如此，目前仍在大力开展AlGaN材料体系中高性能雪崩光电探测器的开发工作，有望在不久的将来实现日盲雪崩光电探测器。