寬禁帶半導(dǎo)體光電探測技術(shù)在科學(xué)、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,提供了高效的光電轉(zhuǎn)換和探測功能,推動了許多現(xiàn)代科技應(yīng)用的發(fā)展。寬禁帶半導(dǎo)體光電探測器通常具有高靈敏度、快速響應(yīng)、低噪聲和寬光譜響應(yīng)范圍等特性。這些特點(diǎn)使它們在許多應(yīng)用中成為理想的選擇。
近日,以“構(gòu)建紫外新興業(yè)態(tài)、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化”為主題的“第三屆紫外LED國際會議暨長治LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)大會”在山西長治盛大召開。會議由長治市人民政府、中關(guān)村半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA )主辦,長治市發(fā)展和改革委員會、長治國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會承辦。
開幕大會上,廈門大學(xué)黨委書記、教授張榮帶來了“寬禁帶半導(dǎo)體光電探測器”的主題報(bào)告,詳細(xì)分享了AlGaN基、SiC基高性能紫外探測器件,Ga2O3基紫外探測器件、高靈敏空天紫外探測成像等技術(shù)最新進(jìn)展。寬禁帶半導(dǎo)體是紫外探測器件的優(yōu)選材料,具有量子效率高、寬帶隙、固態(tài)器件、可用于惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。SiC適合發(fā)展可見光盲探測(波長<400nm),AIxGa1-xN(x≥0.4)可實(shí)現(xiàn)本征日盲探測(波長≤280nm)。當(dāng)前寬禁帶半導(dǎo)體光電探測器面臨著強(qiáng)場下缺陷和極化對載流子輸運(yùn)與碰撞離化的影響,器件內(nèi)部電場調(diào)控與暗電流抑制技術(shù),多元器件特性的一致性等關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題挑戰(zhàn)。
報(bào)告介紹了AlGaN基高性能紫外探測器件技術(shù)的研究進(jìn)展,并指出AlGaN日盲紫外雪崩光電探測器件性能關(guān)鍵指標(biāo),增益和暗電流均為目前國際領(lǐng)先水平。
SiC單光子探測器研究方面,克服8英寸襯底應(yīng)力更大、更易開裂、外延層厚度均勻性更難控制等問題,成功實(shí)現(xiàn)基于國產(chǎn)襯底的碳化硅同質(zhì)外延生長。提出空穴誘導(dǎo)雪崩和半臺面終端新結(jié)構(gòu),首次研制成功工作溫度高至150℃的碳化硅紫外單光子探測器。提出雪崩增益漲落補(bǔ)償新方法,首次研制出報(bào)道規(guī)模最大的零盲元1×128紫外光子計(jì)數(shù)線陣探測器,成功應(yīng)用于日盲光子計(jì)數(shù)紫外成像儀。
極紫外探測器研究方面,提出梯度摻雜誘導(dǎo)淺結(jié)技術(shù),研制成功高可靠性SiC EUV探測器,實(shí)現(xiàn)對13.5nm極紫外光高效檢測。率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,打破國外極紫外探測器的壟斷和技術(shù)封鎖,在北京同步輻射裝置和多家重點(diǎn)單位應(yīng)用。紫外探測在高壓線電弧光和電暈檢測領(lǐng)域具有信號唯一性,極具性能優(yōu)勢,其大規(guī)模推廣基礎(chǔ)是高性能紫外探測芯片。
Ga2O3基紫外探測器件研究方面,率先提出和建立光致界面勢壘降低的物理模型,澄清了氧化鎵日盲探測器外量子效率普遍偏高的內(nèi)在機(jī)理,得到S.J.Pearton等國際權(quán)威的理論和實(shí)驗(yàn)認(rèn)證。
日盲紫外探測成像技術(shù)在科學(xué)研究、生命科學(xué)、應(yīng)用領(lǐng)域以及安全和防御方面都具有廣泛的意義,有助于擴(kuò)展對自然界和人造環(huán)境的認(rèn)知,并提供許多實(shí)際應(yīng)用的可能性。報(bào)告進(jìn)一步介紹了高靈敏空天日盲紫外探測成像技術(shù)的研究成果。
嘉賓簡介:張榮,1964年2月出生于江蘇大豐,博士,教授,博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任廈門大學(xué)黨委書記。第十三、十四屆全國人大代表。1995年獲南京大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,1995-1999年在美國馬里蘭大學(xué)和威斯康星大學(xué)開展寬禁帶半導(dǎo)體材料合作研究。長期致力于半導(dǎo)體新材料、器件和物理研究,先后主持國家“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等重大研究課題,入選教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授,獲國家杰出青年基金、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體、科技部重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。任廈門大學(xué)國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺主任、半導(dǎo)體節(jié)能器件及材料國家地方聯(lián)合工程研究中心主任等,兼任國務(wù)院學(xué)位委員會委員、教育部科技委信息學(xué)部副主任委員。先后在國內(nèi)外正式發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文400余篇,被SCI他引近萬次,授權(quán)國家專利100余項(xiàng),獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、國家技術(shù)發(fā)明三等獎(jiǎng)、3項(xiàng)省部級科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。獲全國高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)一項(xiàng)、全國優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)兩項(xiàng)。