Разработаны фотодетекторы для работы в суровых условиях — они могут заменить кремниевые датчики
Фотодетекторы ультрафиолетового излучения должны справляться с жесткими условиями окружающей среды. Детекторы на кремниевой подложке с этим не справляются, но существует замена.
Аморфный оксид галлия обладает хорошими характеристиками и совместимостью, поскольку его легко изготовить и интегрировать в производство — он обладает широкой полосой пропускания и термостойкостью. Но у него есть и недостатки — низкая стабильность и высокая плотность дефектов в кристалле. Чтобы преодолеть эти недостатки, исследователи разработали новую технологию разработки фотоприемников на основе оксида галлия.
Технология подразумевает использование оксида галлия с высоким содержанием галлия и основана на отжиге кристалла для рекристаллизации и дополнительном легировании. Богатый галлием материал позволяет получить высокий ток отклика благодаря дополнительному легированию, а отжиг азотом поспособствовал частичной рекристаллизации и формированию нанопор, что положительно сказалось на фотодетекции.
В частности нанопоры усилили «полезные» токи, в то время как дополнительное легирование ослабило темновые токи — те токи, что протекают через фотодетектор в отсутствие поглощения фотонов, тем самым вызывая шум в итоговом сигнале. Пленка оксида галлия была упрочнена нагретым азотом при отжиге, что повысило как ее фотоэлектрические характеристики, так и устойчивость к экстремальным условиям.
Фотоприемники, созданные на основе этой технологии, показали хорошие характеристики — в частности, превосходную спектральную селективность, а также надёжность и высокую чувствительность в экстремальных погодных условиях.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials