GaN基p_i_n型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型

中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第 40 卷 第 8 期: 966 ~ 974 SCIENTIA SINICA Phys, Mech & Astron www.scichina.com phys.scichina.com 引用格式: 高博, 刘红侠, 匡潜玮, 等. GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型. 中国科学: 物理学 力学 天文学, 2010, 40: 966 ~ 974 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽 效应模型 高博*, 刘红侠, 匡潜玮, 周文, 曹磊 西安电子科技大学微电子学院, 宽禁带半导体材料与器件重点实验室, 西安 710071 * E-mail: bobbygoff@foxmail.com 收稿日期: 2009-10-21; 接受日期: 2010-02-05 国家自然科学基金(批准号: 60976068)、教育部科技创新工程重大项目培育资金(编号: 708083)、教育部新世纪优秀人才 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (编号: NCET-05-0851)和教育部博士点基金(编号: 200807010010)资助项目 摘要 通过求解光生载流子连续性方程, 得出 GaN基 p-i-n型紫外探测器耗尽层中的光生载流子密度分布. 根据泊松方程计算了光生载流子屏蔽电场, 并通过数值计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 将光生载流子屏蔽电场引入器件模型, 建立 了光生载流子屏蔽效应模型. 在此基础上, 讨论了光生载流子屏蔽效应对 p-i-n型探测器耗尽区光生载流子密 度分布的影响, 并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了外加偏压、入射光功率以及载流子寿命对光生载流子屏蔽效应模型的影响. 结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明光生载流子屏蔽效应对器件性能的影响是非单调的, 且通过调节外置偏压可以得到最大载流子漂移速度和 最小器件响应时间. 关键词 GaN, p-i-n, 紫外探测器, 光生载流子屏蔽效应 PACS: 78.66.Fd, 85.60.Bt, 85.60.Gz 作为第三代半导体的典型代表, GaN 具有禁带宽 度大、电子饱和速度高、介电常数小等优点, 已经被 广泛应用于功率、微波和光电器件制作等领域. 由于 其三元合金 AlGaN 随着 Al 组分地变化, 禁带宽度也 在 3.4~6.2 eV 之间变化, 对应于 200~365 nm 的波长 范围. 因此, GaN 基紫外探测器是天然的可以在复杂 环境下使用的日盲紫外探测器, 被广泛应用于目标 探测及跟踪、空间紫外通信和臭氧层监测等领域. 由 于具有低暗电流和强光谱响应等优良特性, GaN 基 p-i-n 型[1,2]和 MSM 型[3,4]紫外探测器逐渐成为目前研 究的热点, 但研究重点主要集中在通过器件制作工 艺的优化和改进来降低探测器暗电流[5,6]及增强探测 器光谱响应[7,8]等领域, 而对 GaN 紫外探测器自身物 理机制对器件性能的影响研究得很少. 文献[9]曾对 p-GaN 层厚度对 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器性能的影 响进行了研究, 说明探测器自身的一些物理机制对 器件性能也能产生一定的影响, 也就是说通过优化 器件工作条件可以优化器件性能. 作为光伏器件, 探 测器内部光生载流子屏蔽效应对器件性能有很大影 响, 但到目前为止, 还没有深入研究 GaN 基 p-i-n 型 紫外探测器光生载流子屏蔽效应的论文. 本文通过求解光生载流子连续性方程, 得出 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器耗尽区光生载流子密度分布. 根据泊松方程计算了光生载流子屏蔽电场, 并通过 数值计算方法将光生载流子屏蔽效应引入器件模型, 建立了 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效 中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第 40 卷 第 8 期 967 应模型. 进一步讨论了光生载流子屏蔽效应对 p-i-n 型探测器耗尽区光生载流子分布的影响, 并分析了 外加偏压、入射光功率以及载流子寿命对光生载流子 屏蔽效应的影响. 1 器件物理模型 1.1 基本器件结构 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器结构图如图 1 所示, 其中 p 区和 n 区的掺杂浓度分别为 8.0×1018 cm−3 和 5.0×1018 cm−3, i 层厚度和 n 型掺杂浓度分别为 0.3 μm 和 1.61×1016 cm−3. 根据泊松方程, 计算了理想突变 p-i-n 型结构−5 V 偏压下的耗尽区电场分布, 如图 2 所示. 图 2 表明耗尽区主要集中在浅掺杂的 i 层, 且 耗尽区电场强度并非常数. 图 1 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器基本结构图(a)和耗尽区 电荷分布(b) 图 2 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器耗尽区的电场分布 1.2 光生载流子密度分布 当光子能量大于 GaN 禁带宽度的入射光照射器 件时, 器件内部会产生光生电子-空穴对. 在电场作 用下, 光生空穴和光生电子分别漂移至耗尽区两侧, 在耗尽区内靠近 p-GaN 界面和 n-GaN 界面处形成一 定的空穴积累和电子积累, 即在耗尽区两侧出现光 生载流子密度分布, 其分布情况可通过求解耗尽区 光生载流子连续性方程求得. 一维情况下, 耗尽区光生空穴和光生电子的连 续性方程分别为 ( )( ) 1( ) ( ) ,pp J xp x G x U x t q x ∂∂ = − −∂ ∂ (1) ( )( ) 1( ) ( ) ,nn J xn x G x U x t q x ∂∂ = − +∂ ∂ (2) 其中 p(x)和 n(x)分别表示光生空穴密度和光生电子密 度, G(x)和 U(x)分别表示耗尽区光生载流子的产生率 和复合率, q 为电荷电量, Jp(x)和 Jn(x)分别表示光生 空穴电流和光生电子电流. 基于漂移扩散传输模型, 光生空穴电流 Jp(x)和光生电子电流 Jn(x)分别为 d ( )( ) ( ) , dp p p p xJ x qp x E qD x μ= − (3) d ( )( ) ( ) , dn n n n xJ x qn x E qD x μ= + (4) 其中μp 和μn 分别表示空穴和电子迁移率, Dp 和 Dn 分 别表示空穴和电子扩散系数, E 为耗尽区电场. 光生 载流子产生率 G(x)和复合率 U(x)分别为 (1 ) ( ) exp( ),opt P R G x x A h α αν −= −⋅ (5) ( )( ) ,p p p xU x τ= (6) ( )( ) ,n n n xU x τ= (7) 其中 Popt 为入射光功率, R 为器件表面光反射率, A 为 器件有效探测面积, h 为普朗克常量, ν为入射光频率, α 为 GaN 材料光吸收系数, τp 和τn 分别为光生空穴寿 命和光生电子寿命. 计算中各参数取值如表 1 所示. 表 1 计算中各参数取值 参数 取值 单位 参数 取值 单位 Popt 10 W A 0.01 cm2 α 1.0×105 cm−1 hν 4.4308 eV τp=τn 0.2 ns R 0.2 1.3 迁移率模型 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器作为光伏器件, 一般 高博等: GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型 968 工作在外置反偏压条件下, 耗尽区光生载流子在强 电场作用下以饱和速度作漂移运动. 对于 GaN 材料, 电子高电场迁移率模型是比较复杂的, 一般都是通 过对实验测试数据进行数值拟合而建立模型[10]. 本 文采用 Kabra 等人[11]和 Bapkar 等人[12]研究结果给出 的拟合迁移率模型, 其解析表达式为 0 L 1 2 3 L T 1 2 3 T H 1 2 3 H , 0 , 1 / / , ,( ) / , , ( exp( ) ) / , , C E E E E E E E E EE E E E E E E E E E μ α α αμ β β β γ γ γ ⎧ < <⎪ +⎪⎪ + + < <= ⎨⎪ + + < <⎪⎪ − + >⎩ (8) 其中 EH表示高电场, μ0为低电场电子迁移率, EC为临 界电场, EL 表示低电场, ET 为阈值电场. α1, α2, α3, β1, β2, β3, γ1, γ2 和γ3均为拟合参数. 根据文献[13~16], 令 μp=μn/25, 其他参数的取值见表 2. 根据该模型, 计算了电子漂移速度随电场的变 化情况, 如图 3 所示. 图 3表明电子漂移速度随电场地变化而变化, 且 整个变化趋势可分为四个部分. 小于 EL 的低电场部 分, 电子漂移速度Ｖs 随电场的增加而快速增大; 介 图 3 电子漂移速度随电场的变化曲线 于EL和ET之间的电场部分, 电子漂移速度Ｖs随电场 地增加而缓慢增大, 当电场达到 ET 时, 电子漂移速 度Ｖs达到最大值; 介于 ET和 EH之间的电场部分, 电 子漂移速度Ｖs 随着电场的地增加缓慢减小; 大于 EH 的电场部分, 电子漂移速度Ｖs 随着电场地增加缓慢 减小, 并逐渐趋于常数. 1.4 光生载流子屏蔽效应 入射光照射器件时, 根据连续性方程(1)和(2)可 得到耗尽区光生载流子的分布 p(x)和 n(x). 根据泊松 方程可知, 由于光生载流子的存在, 使得耗尽区内存 在一个附加电场, 阻碍光生载流子的漂移运动, 这种 阻碍作用可采用光生屏蔽电场表征, 其计算方法为 sc 0 r0 ( ) ( ( ) ( ))d , x V qE x p x n x x x ε ε ∂= − = −∂ ∫ (9) 其中 Esc表示光生屏蔽电场, ε0和εr分别为绝对介电常 数和相对介电常数. 因此, 当入射光照射器件时, 作用于光生载流子 的总电场应为内建电场 Ein、外加电场 Ea 以及光生屏 蔽电场 Esc 之和为 in a sc .E E E E= + + (10) 2 数值计算方法 在外置偏压为−5 V、入射光功率为 10 W 条件下, 设光照前的耗尽区电场为初始电场, 根据连续性方 程(1)和(2)可以计算得出室温下 GaN 基 p-i-n 型紫外 探测器耗尽区光生空穴和光生电子的密度分布, 然 后根据光生载流子屏蔽效应模型可以计算得出光生 载流子在耗尽区产生的光生屏蔽电场. 此时作用于 光生载流子的电场为内建电场、外加电场以及光生屏 蔽电场之和, 而当前状态所产生的光生屏蔽电场又 会对光生载流子密度分布产生影响, 从而又可根据 表 2 电子迁移率模型中各参数取值 参数 取值 单位 参数 取值 单位 μ0 650 cm2/V α3 9.54×106 cm/s EC 4.349×104 V/cm β1 −2.301×10−4 cm3/V2·s EL 9×104 V/cm β2 9.674 cm2/V·s ET 2.3×105 V/cm β3 1.604×107 cm/s EH 3.3×105 V/cm γ1 2.096×108 cm/s α1 −2.501×10-4 cm3/V2·s γ 2 1.204×10−5 cm/s α2 130 cm2/V·s γ3 1.909×107 cm/s 中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第 40 卷 第 8 期 969 连续性方程计算下一状态耗尽区光生载流子的分布. 新的光生载流子分布又会产生新的光生屏蔽电场 , 继续对光生载流子的密度分布产生影响, 如此反复 相互作用, 最终使得 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器耗尽 区形成稳定的光生屏蔽电场和稳定的光生载流子密 度分布. 计算过程中引入光生载流子屏蔽效应的数 值方法如图 4 所示. 图 4 引入光生载流子屏蔽效应的数值计算方法 3 结果与讨论 在上述计算条件下, 通过图 4所示数值方法引入 光生载流子屏蔽效应, 分别计算了光照后耗尽区电 场 E、光生载流子屏蔽电场 Esc 及光生载流子密度分 布, 分别如图 5~7 所示. 图 5(a)表明, 光照后耗尽区的总电场分布基本与 光照前耗尽区的总电场分布相似, 且整个耗尽区电 场分布随时间有微小变化. 为了清楚地表明耗尽区 电场随时间的微小变化, 图 5(b)给出了耗尽区平均总 电场随时间的变化曲线. 图 5(b)表明, 耗尽区平均总 电场随着光照时间的持续逐渐减小, 且在光照 50 ps 后达到稳定, 从光照前的−411.625 kV/cm减小到稳定 后的−410.325 kV/cm. 耗尽区平均总电场的微小变化, 正是光照后光生载流子屏蔽效应的作用结果. 根据 (9)式, 计算了光生屏蔽电场, 其计算结果如图 6 所 示. 图 6表明, 光照后耗尽区光生屏蔽电场确实存在, 且随时间变化. 从图中可以发现光生屏蔽电场随时 图 5 光照后耗尽区电场 E、光生载流子密度分布 (a) 耗尽区总电场 E 分布; (b) 耗尽区平均总电场 E 随时间的变化 图 6 光照后耗尽区光生屏蔽电场 Esc 的变化图 间的变化开始比较快速, 25 ps 后逐渐趋缓, 并且在 50 ps 左右基本达到饱和, 此后光生屏蔽电场不再随 时间变化. 从图 6 还可以发现, 光生屏蔽电场在耗尽 区呈非线性分布. 从耗尽区 p 型边界处到图中 50 nm 之间, 光生屏蔽电场增长速度比较快, 50 nm 之后光 生屏蔽电场增长比较缓慢且在某处达到最大值, 之 后呈现缓慢下降趋势, 直至耗尽区 n 型边界处, 其中 高博等: GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型 970 光生屏蔽电场最大值处所对应的耗尽区位置随时间 的增加逐渐向右移动, 直至光生屏蔽电场达到饱和. 这种现象的出现是由于光照后耗尽区光生载流子密 度分布随时间的变化所引起的, 如图 7 所示. 图 7 耗尽区光生载流子分布(a)和耗尽区净光生载流子 |p-n|的分布(b) 图 7(a)表明, 在电场作用下, 光生空穴主要在耗 尽区靠近 p-GaN 侧积累, 光生电子主要在耗尽区靠 近 n-GaN 侧积累, 且空穴的积累比电子的积累更加 明显. 这主要是因为空穴的迁移率比电子的迁移率 小很多, 在电场作用下空穴的输运能力比电子的输 运能力弱, 导致空穴向耗尽区外侧扩散的速度比电 子向耗尽区外侧扩散慢很多, 进而形成空穴的积累 比电子的积累明显. 正是由于光生空穴和光生电子 在耗尽区两侧的积累才形成了与原电场方向相反的 正向屏蔽电场, 阻碍电子和空穴的漂移扩散运动. 从 图 7(a)还可以发现随着光照时间的持续, 光生电子和 光生空穴的积累越来越强, 其中光生电子密度在 8 ps 后就基本达到饱和, 而光生空穴密度在 50 ps 后才达 到饱和. 从图 7(b)可以发现, 在光生载流子积累过程 中, 光生空穴密度和光生电子密度近似相等时所处 的耗尽区位置随着光照时间的持续逐渐向右移动 , 直至光生空穴密度达到饱和. 由此可以表明, 光生载 流子屏蔽效应对光生空穴的影响要比对光生电子的 影响更加强烈. 此外, 光生载流子屏蔽效应对 GaN 基 p-i-n 型紫 外探测器的性能参数有很大影响. 响应时间是探测 器在高频应用中的一个重要参数, 对于 p-i-n 型紫外 探测器, 其响应时间τ主要决定于光生载流子渡越耗 尽区所需要的时间τdrift、耗尽区外产生的载流子扩散 到耗尽区所需要的时间τdiff 以及电路 RC 时间常数τRC 等三个因素. 由于扩散时间较小, 可忽略不计, 本文 定义 p-i-n 型紫外探测器的响应时间如下式: 2 2 2 2 drift s ( ) ,RC w RC V τ τ τ ⎛ ⎞= + = +⎜ ⎟⎝ ⎠ (11) 其中w为耗尽区宽度, Vs为载流子漂移速度, R为电路 总电阻, 取值为 50 Ω, C 为电路总电容, 取值为 4 fF. 由以上讨论可知耗尽区内各点总电场E不尽相同, 是 x 的函数, 则耗尽区内各点处载流子漂移速度 Vs 也是 x 的函数. 因此, 在计算器件响应时间时, 取耗尽区 内平均漂移速度 s ,V 其计算方法为 n s p n ( ) ( )d .p w x x x E x x V x w x μ + −= + + ∫ (12) 根据(11)和(12)式, 计算了引入光生载流子屏蔽 效应后 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器的平均电子漂移速 度 sV 和器件响应时间τ, 分别如图 8(a)和(b)所示. 图 8 光生载流子屏蔽效应对电子漂移速度的影响(a)和光 生载流子屏蔽效应对器件响应时间(b) 中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第 40 卷 第 8 期 971 图 8(a)表明, 该计算条件下, 受光生载流子屏蔽 效应的影响, 耗尽区平均电子漂移速度随着光照时 间的持续非线性增加, 且在光照 50 ps 后达到饱和, 电子漂移速度由光照前的 2.0668×107 cm/s 增大到饱 和时的 2.0695×107 cm/s. 图 8(b)表明, 受光生载流子 屏蔽效应的影响, 器件响应时间随光照时间的持续 非线性减小, 且在光照 50 ps 后达到饱和, 器件响应 时间由原来的 1.4897 ps 下降为 1.4882 ps. 因此, 光 生载流子屏蔽效应对电子漂移速度和器件响应时间 具有微调作用. 以上讨论都采用−5 V外加偏压和 10 W入射光功 率, 下面分别计算不同外加偏压和入射光功率条件 下, 光生载流子屏蔽效应对耗尽区平均电子漂移速 度和器件响应时间的影响, 分别如图 9 和 10 所示. 图 9 表明, 当外加偏压为 0 和−2 V 时, 光生载流 子屏蔽效应的存在使耗尽区平均电子漂移速度减小, 器件响应时间增加, 而且这种影响在 0 V时比−2 V时 更明显. 当外加偏压为−4 和−6 V 时, 光生载流子屏 蔽效应的存在使耗尽区平均电子漂移速度增加, 器 件响应时间减小, 而且这种影响在−4 V 时要比−6 V 时更明显. 因此, 对于GaN基p-i-n型紫外探测器, 光 生载流子屏蔽效应对电子漂移速度和器件响应时间 的影响是非单调的. 分析表明, 这种非单调性主要是 由于 GaN 材料中电子饱和速度对电场的非单调性引 起的. 根据 GaN 材料中电子迁移率模型可知, 耗尽 区总电场越接近 230 kV/cm, 电场对载流子的输运能 力就越强, 电子的饱和速度越大; 越远离 230 kV/cm, 电场对载流子的输运能力越弱, 电子的饱和速度越 小. 进一步计算得知, 上述条件下, 当外加偏压在 0~ −2.3 V 之间, 光生载流子屏蔽效应使耗尽区平均电 子漂移速度减小, 器件响应时间增加; 当加偏压在 −2.3 V 到反向击穿电压之间, 光生载流子屏蔽效应 使耗尽区平均电子漂移速度增加, 器件响应时间减 小. 当外加偏压为−2.3 V 时, 受光生载流子屏蔽效应 影响, 耗尽区平均电子漂移速度达到最大, 器件响应 时间达到最小. 从图 10可以得知, 当入射光功率为 0.1 W时, 从 图中基本看不到光生载流子屏蔽效应对电子漂移速 度和器件响应时间的影响, 当入射光功率增大到 1 W 时, 光生载流子屏蔽效应对电子漂移速度和器件响 应时间的影响比较明显, 当入射光功率增大到 10 W 时, 光生载流子屏蔽效应对电子漂移速度和器件响 应时间的影响十分明显. 分析得知, 入射光功率越大, 器件内部产生的光生载流子密度越大, 光生载流子 屏蔽电场越强, 光生载流子屏蔽效应对电子漂移速 度和器件响应时间的影响越大. 实际设计中, 通过改 进器件结构以提高器件量子效率[17], 通过设置表面 防反射层[18]减小光反射率都可以增加探测器有效入 射光功率, 从而增强光生载流子屏蔽效应对器件响 应时间的影响. 对于 GaN 材料, 由于需要异质外延生长, 受晶 格失配和热失配的影响[19,20], GaN 体材料缺陷密度比 较大, 少数载流子寿命比较小, 对器件性能响应比较 大. 根据本文所建模型, 计算了不同少数载流子寿命 条件下的光生载流子屏蔽效应对器件响应时间的影 响, 如图 11 所示. 图 11 表明, 在相同工作条件下, 少数载流子寿 命越小, 光生载流子屏蔽效应越弱. 这是因为少数载 流子寿命的减小导致光生载流子的复合加快, 致使 光生载流子密度减小, 光电屏蔽电场变弱, 光生载流 子屏蔽效应不太明显. 当少数载流子寿命足够小时, 光生载流子产生后立即复合, 光生载流子屏蔽效应 彻底消失. 而当少数载流子寿命足够大时, 光生载流 子屏蔽效应将十分明显. 随着 GaN 生长技术的不断 发展, GaN 材料中的缺陷得到一定的控制, 载流子寿 命得到了很大的提高. 因此, 对于高速 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器, 光生载流子屏蔽效在实际应用中必 须加以考虑. 以上计算结果均表明, 持续光照 50 ps 后, 光生 载流子屏蔽效应对器件响应时间的影响达到稳定 . 事实上在实际使用中, 大都采用瞬态光照或频率调 制脉冲光. 此时, 光生载流子屏蔽效应对器件响应时 间的影响如图 12 所示. 从图 12 可以发现, 当瞬态光照时间从 60 ps 逐渐 减小到 10 ps 时, 光生载流子屏蔽效应对器件响应时 间的影响也逐渐减弱, 且光照结束后, 光生载流子屏 蔽效应经过一段时间逐渐消失. 由此可以表明, 当瞬 态光照时间小于 50 ps 时, 瞬态光照时间越短, 光生 载流子屏蔽效应越不明显; 瞬态光照时间大于 50 ps 时, 光生载流子屏蔽效应作用比较明显. 高博等: GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型 972 图 9 外加偏压对光生载流子屏蔽效应的影响 (a) 电子漂移速度; (b) 器件响应时间 中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第 40 卷 第 8 期 973 图 10 入射光功率对光生载流子屏蔽效应的影响 (a) 电子漂移速度; (b) 器件响应时间 图 11 载流子寿命对光生载流子屏蔽效应的影响 图 12 瞬态光照对光生载流子屏蔽效应的影响 4 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 本文通过求解耗尽区光生载流子连续性方程和 采用数值计算方法, 建立了 GaN 基 p-i-n 型紫外探测 器的光生载流子屏蔽效应模型, 进一步讨论了不同 条件下光生载流子屏蔽效应对器件响应时间的影响. 计算结果表明, 光生载流子屏蔽效应对 GaN 基 p-i-n 型紫外探测器的影响是非单调的, 通过调节外置偏 压可使耗尽区光生载流子处于最大平均漂移速度 , 缩短器件响应时间. 此外, 根据计算得知, 入射光功 率越大、载流子寿命越长, 光生载流子屏蔽效应对器 件性能的影响越明显, 并且瞬态光照持续时间对光 生载流子屏蔽效应有较强影响. 参考文献 1 Smith G M, Boutros K S, Phanse V M. Visible-blind GaN PIN photodiodes. IEEE Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting, 1998, 1: 366—367 2 Chang P C, Yu C L, Chang S J, et al. Low-noise and high-detectivity GaN-based UV photodiode with a semi-insulating Mg-doped GaN cap layer. IEEE Sens J, 2007, 7(9): 1270—1273 3 Chen C H, Chang S J, Su Y K, et al. GaN metal-semiconductor-metal UV photodetectors with transparent Indium-Tin-Oxide schottky contacts. IEEE Photonics Technol Lett, 2001, 13(8): 848—850 4 Li J L, Donaldson E R, Hsiang T Y. Very fast metal-semiconductor-metal UV photodetectors on GaN with submicron finger width. IEEE Photonics Technol Lett, 2003, 15(8): 1141—1143 5 Carrano J C, Li T, Brown D L, et al. Low dark current pin UV photodetectors fabricated on GaN grown by metal organic chemical vapour deposition. Electron Lett, 1998, 34(7): 692—694 6 Dobrzański L, Strupinski W. On charge transport and low-frequency noise in the GaN p-i-n diode. IEEE J Quantum Electron, 2007, 43(2): 188—195 高博等: GaN 基 p-i-n 型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型 974 7 Chang P C, Yu C L, Chang S J. Low-noise and high-detectivity GaN-based UV photodiode with a semi-insulating Mg-doped GaN cap layer. IEEE Sens J, 2007, 7(9): 1270—1273 8 Shen S C, Zhang Y, Dongwon Y, et al. Performance of deep UV GaN avalanche photodiodes grown by MOCVD. IEEE Photonics Technol Lett, 2007, 19(21): 1744—1746 9 Zhou M, Zhao D G. Effect of p-GaN layer thickness on the performance of p-i-n sructure GaN UV photodetectors. Acta Phys Sin, 2008, 57(7): 4570—4574 10 Farahmand M, Garetto C, Bellotti E, et al. Monte carlo simulation of electron transport in the III-nitride wurtzite phase materials system: Binaries and terniaries. IEEE Trans Electron Devices, 2001, 48(3): 535—542 11 Kabra S, Kaur H, Haldar S, et al. An analytical model for GaN MESFET’s using new velocity-field dependence. Phys Stat Sol C, 2006, 3(6): 2350—2355 12 Bapkar U V, Shur M S. Monte Carlo calculation of velocity-field characteristics of wurtzite GaN. J Appl Phys, 1997, 82(4): 1649—1655 13 Bhatttacharyya A, Li W, Cahalu J, et al. Efficient p-type doping of GaN films by plasma-assisted molecular beam epitaxy. Appl Phys Lett, 2004, 85(21): 4956—4958 14 Kumakura K, Makimoto T. Carrier transport mechanisms of pnp AlGaN/GaN heterojunction bipolar transistors. Appl Phys Lett, 2008, 92: 093504-1—3 15 Rodrigues C G, Femandez J T L, Leite J R, et al. Hole mobility in zincblend c-GaN. J Appl Phys, 2004, 95(9): 4914—4917 16 Kim K S, Cheong M G, Hong C H, et al. Hole transport in Mg-doped GaN epiayers grown by metalorganic chemical vapor deposition. Appl Phys Lett, 2000, 76(9): 1149—1151 17 Ting L, Carrano J C, Campbell J C, et al. Analysis of external quantum efficiencie of GaN homojunction p-i-n UV photodetectors. IEEE J Quantum Electron, 1999, 35(8): 1203—1206 18 Chang S J, Lee M L, Sheu J K, et al. GaN metal-semiconductor-metal photodetectors with low-temperature-GaN cap layers and ITO metal contacts. IEEE Electron Device Lett, 2003, 24(4): 212—214 19 Tuomisto F, Paskova T, Kröger R, et al. Defect distribution in a-phane GaN on Al2O3. Appl Phys Lett, 2007, 90: 121915-1—3 20 Lin J C, Su Y K, Chang S J, et al. GaN p-i-n photodetectors with an LT-GaN inter layer. IET Optoelectron, 2008, 2(2): 59—62