Charakterisierung und Optimierung von (Al, Ga) N-basierten UV-Photodetektoren
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Charakterisierung und Optimierung von (Al, Ga) N-basierten UV-Photodetektoren

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Charakterisierung und Optimierung von (Al, Ga) N-basierten UV-Photodetektoren

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In dieser Arbeit wurden die EinflĂŒsse von Versetzungsdichte, Heterostruktur und Detektorgeometrie auf die elektrooptischen Eigenschaften AlGaN-basierter Metall-Halbleiter-Metall-Photodetektoren (MSM PD) untersucht. Im Vordergrund stand dabei die Realisierung von Schottky-Typ MSM PD, die fĂŒr die Photodetektion fĂŒr WellenlĂ€ngen unterhalb von 300 nm geeignet sind und eine möglichst hohe externe Quanteneffizienz (EQE) aufweisen. Solche Detektoren erlauben den Nachweis von UV- Strahlung ohne störenden Einfluss des Sonnenlichts. Basierend auf experimentellen und simulierten Daten front- und rĂŒckseitig bestrahlter Al0.5Ga0.5N/AlN MSM PD auf planaren Saphir-Templates wurde eine umfangreiche Studie zusammen-gestellt, in der das Schwellen- und SĂ€ttigungsverhalten der EQE dieser Bauteile auf die Polarisationsladung am AlGaN/AlN-Hetero-Übergang zurĂŒckgefĂŒhrt wurde. Darauf aufbauend wurden die EinflĂŒsse von Schichtstruktur, Elektrodengeometrie und Metallisierungsschema auf die Verringerung der nötigen Betriebsspannung untersucht und diese OptimierungsansĂ€tze so kombiniert, dass eine EQE von 24% bei 0 V erzielt werden konnte.DarĂŒber hinaus wurden frontseitig bestrahlte Al0.4Ga0.6N MSM PD auf epitaktisch lateral ĂŒberwachsenen (ELO) AlN-Templates untersucht. DĂŒnne AlGaN-Absorberschichten wiesen dabei eine ausgeprĂ€gte InhomogenitĂ€t der Materialzusammensetzung auf. Aufgrund der damit verbundenen internen GrenzflĂ€chen entsteht PhotostromverstĂ€rkung verbunden mit erhöhten Dunkelströmen. FĂŒr dicke Absorberschichten, bei denen die MaterialinhomogenitĂ€t tiefer unterhalb der Elektroden vergraben ist, konnte die Erhöhung der EQE ohne VerstĂ€rkung anhand eines einfachen physkalischen Modells direkt auf die reduzierte Versetzungs-dichte im AlGaN zurĂŒckgefĂŒhrt werden.

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Information

Publisher
Cuvillier Verlag
Year
2017
Print ISBN
9783736994652
eBook ISBN
9783736984653
Edition
1

Table of contents

  1. Inhaltsverzeichnis
  2. Einleitung & Motivation
  3. Kapitel 1.
  4. Kapitel 2.
  5. Kapitel 3.
  6. Kapitel 4.
  7. Kapitel 5.
  8. Zusammenfassung und Ausblick
  9. Anhang A.
  10. Verzeichnisse
  11. Danksagung