超灵敏常关AlGaN/GaN HEMT光电探测器阵列，用于多功能光电子集成

《Laser & Photonics Reviews》：Ultra-Sensitive Normally-Off AlGaN/GaN HEMT Photodetector Array for Multifunctional Optoelectronic Integration

紫外光电探测器（UV PD）研究进展。基于AlGaN/u-GaN/p-GaN高电子迁移率晶体管（HEMT） recessed-gate结构，研制出具有1.16×10^6 A·W?1响应度和1.69×10^17 Jones检测率的器件，实现668.4μs快速响应和7.06×10^5紫外可见光抑制比，适用于多波段通信、抗干扰成像及实时环境监测，10×10阵列平台量产良率达95%。

　　

摘要

随着深空通信、环境监测和高分辨率成像需求的不断增长，对紫外线光电探测器（UV PDs）提出了更高的要求，这些探测器需要具备超高的灵敏度、强大的背景辐射抑制能力以及良好的集成兼容性。为了解决这些问题，我们报道了一种基于 recessed-gate AlGaN/u-GaN/p-GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）的晶圆级 UV PD 阵列。该器件在紫外光照射下表现出前所未有的性能：在 365 nm 波长下的响应度高达 1.16 × 10⁶ A W^?1，特定检测灵敏度达到 1.69 × 10¹⁷ Jones。其快速的响应特性（上升时间 668.4 μs，下降时间 885.4 μs）以及无与伦比的紫外光/可见光抑制比（R₃₆₅/R₅₃₂ = 7.06 × 10⁵）使其能够实现传统探测器无法实现的关键功能，例如多波段光通信、不受环境光干扰的高分辨率紫外成像以及通过集成电路读出实现实时环境紫外监测。这项工作在 10 × 10 阵列平台上实现了 95% 的产率，为下一代紫外光子系统提供了一种可扩展的解决方案。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。