氮化镓基微型紫外傳感器應用
1. 器件概述
氮化镓(GaN)基微型紫外傳感器屬於直接帶係光電探測器,具有高靈敏度、高響應穩定性和線性度等特點。通過摻入Al組分可以調製器件響應截止波長,改變組份AlGaN的禁帶寬度可從3.4eV(GaN)到6.2eV(AlN),其截止波長可從365nm(GaN)到200nm(AlN)。與傳統的矽CCD相比,AlGaN探測器具有日盲、紫外區高量子效率、低暗電流/低噪聲等優點。與SiC相比AlGaN具有吸收係數大、截止波長銳利、響應速度快、異質結易實現、響應波段可調等優點。
2. 器件性能
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參數
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符號
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最小值
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典型值
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最大值
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單位
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測試條件
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暗電流
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Id
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1.0
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1
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nA
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VR=1.0V
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光電流
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Iph
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100
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nA
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UVA lamp,1mW/cm2
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溫度係數
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Itc
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0.2
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%/℃
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UVA lamp
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響應率
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R
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0.12
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A/W
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λ=350nm,VR=0V
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光譜響應範圍
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λ
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200
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370
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nm
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擊穿電壓
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VBR
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10
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V
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IR=1μA
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3. 器件應用
紫外探測器可以用於生化傳感器(臭氧探測、汙染探測、生物藥劑探測等),火焰探測(火警係統、導彈羽煙探測、燃燒引擎控製),空間光通訊(衛星內、衛星間通訊),發光器件校準,紫外成像等方麵。應用範圍涵蓋軍事、科學研究、工農業生產及日常生活等方麵。
紫(zi)外(wai)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)監(jian)測(ce)日(ri)光(guang)對(dui)人(ren)體(ti)皮(pi)膚(fu)作(zuo)用(yong)的(de)紫(zi)外(wai)指(zhi)數(shu),用(yong)於(yu)戶(hu)外(wai)日(ri)常(chang)太(tai)陽(yang)紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)預(yu)報(bao),通(tong)過(guo)對(dui)人(ren)體(ti)傷(shang)害(hai)較(jiao)大(da)的(de)紫(zi)外(wai)譜(pu)段(duan)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce),從(cong)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)指(zhi)導(dao)對(dui)太(tai)陽(yang)紫(zi)外(wai)照(zhao)射(she)損(sun)傷(shang)的(de)防(fang)護(hu)。紫(zi)外(wai)探(tan)測(ce)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)監(jian)測(ce)、刑事偵查等領域。利用紅外、紫zi外wai的de不bu同tong特te性xing,對dui紅hong外wai及ji紫zi外wai圖tu像xiang融rong合he後hou可ke以yi探tan測ce海hai水shui表biao麵mian極ji薄bo層ceng油you汙wu染ran以yi及ji油you層ceng厚hou度du。紫zi外wai指zhi紋wen儀yi主zhu要yao用yong來lai提ti取qu殘can留liu的de指zhi紋wen和he其qi它ta法fa庭ting感gan興xing趣qu的de證zheng據ju。尤you其qi是shi再zai現xian非fei光guang滑hua表biao麵mian和he陳chen舊jiu的de殘can留liu指zhi紋wen時shi,功gong能neng獨du特te、圖像清晰。可在無需遮光和對被檢物做任何物理、化(hua)學(xue)處(chu)理(li)條(tiao)件(jian)下(xia),快(kuai)速(su)搜(sou)索(suo)現(xian)場(chang),實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)。紫(zi)外(wai)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)可(ke)監(jian)測(ce)醫(yi)療(liao)係(xi)統(tong)內(nei)殺(sha)菌(jun)燈(deng)管(guan)紫(zi)外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)強(qiang)度(du),對(dui)老(lao)化(hua)和(he)失(shi)效(xiao)卻(que)始(shi)終(zhong)沒(mei)有(you)標(biao)準(zhun)的(de)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)和(he)鑒(jian)定(ding),為(wei)醫(yi)療(liao)行(xing)業(ye)、食品行業等普遍使用紫外線消毒的場合提供有效的消毒保證。
從研製性能優良的GaN基p-i-n紫外探測器的要求出發,圍繞體積小、性能高和均勻性優良等器件製備的關鍵工藝和與器件光電性能密切相關的器件物理問題和機械加工問題展開。目前研製出SMD封裝的微型傳感器(3.5mm×2.8mm×1.8mm),不但具備紫外線傳感器應該具有的所有功能,還因其成本低廉、體積小巧,同時適用於更廣的民用電子類消費品領域,成為護膚防曬、化妝品質量檢測、太陽鏡護眼功能測試、有害氣體濃度在線檢測等消費品的核心元件。