GaN基光伏探测器器件结构的电子学检测方法

摘要

本发明公开了一种GaN基光伏探测器器件结构的电子学检测方法，该方法是通过测量导电探针与器件结构剖面以及上表面的电位差并进行定标，得出器件结构的表面能带分布；再对得到的表面能带分布进行数值拟合，给出所测台面器件结构的表面电荷密度分布、表面及体内的电场分布等信息。本方法可以对GaN基光伏型探测器件功能材料各个区域的电子学分布特性给予直观的评估；对于改善GaN基光伏探测器件性能和优化器件设计都有重要价值。

主权项

一种GaN基光伏探测器器件结构的电子学检测方法，其特征在于包括如下步骤：1)在GaN基被测器件结构的上表面的n型或p型导电层上蒸镀金属，并退火形成欧姆接触电极；2)将GaN基被测器件结构划片，形成平整的剖面；3)以蒸镀的金属电极作为公共电极，测量GaN基被测器件结构上表面和剖面与导电针尖之间的相对表面电势qeVsp，dev及其分布；4)对所测得GaN基被测器件结构剖面的相对表面电势分布进行定标，获得GaN基被测器件结构剖面的表面能带分布，定标包含下列步骤：首先，测量一种金属光洁表面和导电针尖之间的相对表面电势qeVsp，m，该金属是金或者铂；其次，GaN基探测器器件结构表面任一处的导带相对费米能级的位置Ec由公式Ec＝φm‑qeVsp，m+qeVsp，dev‑χ给出，其中φm代表定标金属的功函数，χ表示器件各层材料的电子亲和能；5)根据实际GaN基被测器件结构及参数，建立数值模型；所述的数值模型建模采用Sentaurus Device商用软件进行，并加入两类材料和工艺因素，一是表面电荷及其分布因素，包括器件结构上表面的填充电荷和台面器件单元侧壁的表面电荷分布；二是GaN基材料离子注入制成p‑n结时的注入分布效应；所述的数值模型中对台面器件侧壁表面电荷分布，采用在材料生长方向上分层建模的方法，每一单层的侧壁分配独立的表面电荷种类和密度拟合参量，单层厚度根据材料体内生长方向能带分布的梯度设为2到200纳米；在数值模拟中，功能材料层的成分、厚度以及掺杂参数根据器件的实际结构设 定；6)利用数值模型拟合测得的表面能带分布，获得GaN基被测器件结构剖面上的表面电荷极性及密度分布；7)由数值模拟结果给出GaN基被测器件结构表面及体内的电场分布。