采用等离子体增强原子层沉积技术制备的掺杂Ga2O3太阳能遮光光电探测器

《IEEE Transactions on Electron Devices》：In-Doped Ga2O3 Solar-Blind Photodetectors Using Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition

　　

摘要：

具有4.8–5.3 eV宽禁带的Ga2O3在太阳盲检测领域受到了广泛关注。由于载流子浓度低和紫外线（UV）吸收弱，沉积后的Ga2O3太阳盲光电探测器（SBPDs）通常表现出较差的光响应性。在这项工作中，我们提出将铟掺入Ga2O3（IGO）薄膜中，因为铟掺杂剂的浓度会影响氧空位的密度。通过这种方式，可以调节光学带隙和载流子浓度。为此，我们开发了一种采用超循环技术的等离子体增强原子层沉积（PEALD）方法，以精确控制IGO薄膜的化学成分。随后，利用金属-半导体-金属（MSM）结构制备了光电探测器。当使用PEALD并以0.20的适当铟掺杂比例时，IGO薄膜中的氧空位（VO）密度较低，有效抑制了持续光电导（PPC）效应。相应的SBPD表现出最佳性能：暗电流为0.31 pA，光电流与暗电流比（PDCR）为高，响应时间为0.83/0.16 s。因此，掺铟的Ga2O3薄膜代表了下一代SBPDs的实际解决方案。