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南京大学王致远:用于DUV和EUV探测的高性能SiC肖特基势垒光电二极管

11月25-27日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)在深圳会展中心召开。

11月27日上午,“固态紫外器件技术”分会如期召开。本届分会山西中科潞安紫外光电科技有限公司、中微半导体设备(上海)股份有限公司协办。

第三代半导体材料在紫外器件中具备其他半导体材料难以比拟的优势,展现出巨大的应用潜力。分会重点关注以氮化铝镓、氮化镓为代表的紫外发光材料,以碳化硅、氮化镓为代表的紫外探测材料,高效量子结构设计及外延,以及发光二极管、激光器、光电探测器等核心器件的关键制备技术。

挪威科学技术大学教授、挪威科学技术院院士Helge WEMAN,南京大学教授陆海,台湾交通大学特聘教授郭浩中,中微半导体设备(上海)股份有限公司主任工艺工程师胡建正,上海大学教授、Ultratrend Technologies Inc总裁吴亮,河北工业大学教授张紫辉,中国科学院半导体研究所倪茹雪,郑州大学Muhammad Nawaz SHARIF,厦门大学高娜,南京大学王致远等国际知名与专家参加本次会议,力图呈现紫外发光和探测领域在材料、器件、封装及应用等各层面的国内外最新进展。

厦门大学教授康俊勇、中科院半导体所研究员、半导体照明研发中心主任王军喜共同主持了本次分会。

王致远

深紫外(DUV)和极深紫外(EUV)探测器在光刻、天文监测以及国防预警等诸多领域具有非常广阔的应用前景。在适用于DUV和EUV探测的所有宽禁带半导体材料中,碳化硅(SiC) 因其可见光盲、漏电流低和抗辐射性能好等优良特性能而受到了广泛的关注。此外,由于EUV光在半导体材料中的穿透深度非常浅,因此具有表面结的SiC肖特基势垒光电二极管在该波段相较于其他结构的器件具有更高的量子效率(QE)。

南京大学王致远做了题为“用于DUV和EUV探测的高性能SiC肖特基势垒光电二极管”的主题报告,结合具体的实验研究,制备了一种大尺寸、低漏电的Ni/SiC肖特基二极管,并对其在DUV和EUV波段的光电探测性能进行了表征分析。

实验通过物理气相沉积的方法,在经过特殊处理的SiC表面淀积半透明金属电极(5nm Ni)从而形成肖特基接触,继而经由特殊设计的后退火工艺,制备了具有极低漏电流(3pA@-40V)、高灵敏度和低噪声特性的2.5mm×2.5mm的探测器。优化的退火工艺可以提高肖特基势垒高度、降低暗电流,从而使得器件具有极高的信噪比,适用于微弱信号的探测。同时,为了进一步提升探测效率,研究对器件有源区的电极结构进了优化设计,从而进一步提升器件的量子效率。

该探测器在DUV和EUV波段均展现出了优越的光电探测性能。实验证明,随着反向偏压的增大,器件吸收光子的有效区域展宽,器件有源区的漂移电场增大,因此,梳齿状电极结构的优化设计有助于提升器件的量子效率。

(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)

来源:中国半导体照明网

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