Numerical analysis has been carried out on the spectral dependence of the quantum yield for an AlGaN(n)-GaN(p) photodiode ultraviolet (UV) detector in which the AlGaN layer has position-dependent band gap. The spatial dependence of the material properties, such as energy band-gap and absorption coefficient of the photodiode's n-type layer is considered in the calculation. The band-gap grading with a proper direction, due to a reduced absorption coefficient at the surface region and the built in electric field, results in the increase of the minority carrier generation in the vicinity of the junction resulting the enhancement of carrier collection efficiency. In order to improve the quantum yield, it was found that there is no need to fabricate the structures exhibiting the large gradients. In case of no surface recombination, there is a substantial rise in the detector quantum yield with increasing the grading within the range of small values of the gradient. Much more extended the dependence in quantum yield with the grading has been found when the recombination was present at the illuminated surface. The carried out study enabled to determine the optimal grading and the graded layer thickness with regard to the detector response to the selected UV wavelengths.
PL
Dokonano analizę numeryczną spektralnej zależności wydajności kwantowej w zakresie ultrafioletowym (UF) fotodiody AlGaN(n)/GaN(p), w której warstwa AlGaN(n) jest półprzewodnikiem o zależnej od położenia przerwie energetycznej. W obliczeniach uwzględniono zależność od szerokości przerwy energetycznej współczynnika absorpcji w zakresie UF. Zastosowanie materiału z odpowiednio ukierunkowanym gradiantem przerwy energetycznej, powoduje wzrost wydajności zbierania w obszarze złącza generowanych przez światło nośników mniejszościowych, bowiem gradient wywołuje wytworzenie się w półprzewodniku dodatkowego pola elektrycznego oraz zmniejszenie absorpcji w pobliżu powierzchni. W celu zwiększenia wydajności kwantowej nie zachodzi konieczność wykonywania warstw o dużym gradiencie - co zmniejszyłoby ruchliwość nośników. W przypadku zaniedbywalnej rekombinacji powierzchniowej, stwierdzono że już w zakresie małych gradientów występuje znaczący wzrost wydajności kwantowej ze wzrostem wartości gradientu. W przypadku natomiast obecności rekombinacji powierzchniowej, występuje także wzrost wydajności kwantowej ze wzrostem gradientu lecz ten wzrost jest powolniejszy niż w przypadku poprzednim. Rezultaty wyliczeń umożliwiają określenie optymalnego gradientu oraz grubości warstwy z gradientem przerwy energetycznej ze względu na odpowiedź detektora na promieniowanie UF o dowolnie wybranych zakresach długości fal.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.