Un eficiente fotodiodo de 4H-SiC para aplicaciones de detección de rayos ultravioleta
Autores: Megherbi, Mohamed L.; Bencherif, Hichem; Dehimi, Lakhdar; Mallemace, Elisa D.; Rao, Sandro; Pezzimenti, Fortunato; Della Corte, Francesco G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un eficiente fotodiodo de 4H-SiC para aplicaciones de detección de rayos ultravioleta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Hallazgos experimentales
Basado en 4H-SiC
Fotodiodo
Responsividad
Radiación UV
Eficiencia cuántica externa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, informamos hallazgos experimentales sobre un fotodiodo p-i-n basado en 4H-SiC. El dispositivo fabricado tiene una región de tipo p formada por la implantación de iones de aluminio (Al) en una capa de tipo n dopada con nitrógeno. La densidad de corriente inversa oscura alcanza los 38.6 nA/cm a -10 V, mientras que la densidad de fotocorriente aumenta a 6.36 uA/cm con el mismo sesgo bajo radiación ultravioleta (UV) de 315 nm con una densidad de potencia óptica incidente de 29.83 W/cm. A una longitud de onda de 285 nm, la responsividad es máxima, 0.168 A/W a 0 V y 0.204 A/W a -30 V, lo que conduce a una eficiencia cuántica externa del 72.7 y 88.3%, respectivamente. Además, se ha examinado la estabilidad a largo plazo de las actuaciones del fotodiodo después de exponer el dispositivo a varias ciclos de estrés térmico, desde 150 hasta 350 grados Celsius y viceversa. Los resultados obtenidos demuestran que el fotodiodo UV de alta eficiencia examinado también tiene una responsividad estable si se somete a variaciones de alta temperatura. El dispositivo propuesto es totalmente compatible con el proceso de producción convencional de componentes de 4H-SiC.
Descripción
En este documento, informamos hallazgos experimentales sobre un fotodiodo p-i-n basado en 4H-SiC. El dispositivo fabricado tiene una región de tipo p formada por la implantación de iones de aluminio (Al) en una capa de tipo n dopada con nitrógeno. La densidad de corriente inversa oscura alcanza los 38.6 nA/cm a -10 V, mientras que la densidad de fotocorriente aumenta a 6.36 uA/cm con el mismo sesgo bajo radiación ultravioleta (UV) de 315 nm con una densidad de potencia óptica incidente de 29.83 W/cm. A una longitud de onda de 285 nm, la responsividad es máxima, 0.168 A/W a 0 V y 0.204 A/W a -30 V, lo que conduce a una eficiencia cuántica externa del 72.7 y 88.3%, respectivamente. Además, se ha examinado la estabilidad a largo plazo de las actuaciones del fotodiodo después de exponer el dispositivo a varias ciclos de estrés térmico, desde 150 hasta 350 grados Celsius y viceversa. Los resultados obtenidos demuestran que el fotodiodo UV de alta eficiencia examinado también tiene una responsividad estable si se somete a variaciones de alta temperatura. El dispositivo propuesto es totalmente compatible con el proceso de producción convencional de componentes de 4H-SiC.