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10.06.2019 | Ausgabe 14/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2019

Photoconductive properties of polycrystalline selenium based lateral MISIM photodetectors of high quantum efficiency using different dielectrics as the charge blocking layer

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 14/2019
Autoren:
Cheng-Yi Chang, Yu-Wei Huang, Yi-Jie Lin, Jye-Yow Liao, Jian-Siang Lin, Yi-Ming Li, Chieh-Yang Chen, Jeng-Tzong Sheu, Fu-Ming Pan
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10854-019-01658-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

We studied the photoconductive performance of polycrystalline selenium (pc-Se) based photodetectors with a lateral metal–insulator-semiconductor-insulator–metal (MISIM) device structure. The insulator layer is a 10 nm-thick Ga2O3, HfO2, or Al2O3 thin film, and used as a charge blocking layer (CBL) to suppress dark current injected from the Al electrodes. The dark current suppression primarily depends on the barrier height of the junctions between the CBLs and electrodes. The Ga2O3 CBL exhibits a poor dark current suppression compared to the HfO2 and the Al2O3 CBLs because of a lower electron barrier at the cathode. The lateral pc-Se photodetectors exhibit a very high internal photocurrent gain due to Fowler–Nordheim tunneling at relatively low applied voltages. The better crystallinity of pc-Se grains formed on the Ga2O3 CBL leads to a higher photoconversion efficiency for the MISIM-Ga2O3 photodetector. Compared with amorphous Se based lateral MISIM photodetectors, the pc-Se photodetectors demonstrate a uniform and much better photoconductive performance over the visible spectrum.

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10854_2019_1658_MOESM1_ESM.pdf
Literatur
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