ZnSe-BASED SOLAR-BLIND ULTRAVIOLET PHOTODETECTORS WITH DIFFERENT SCHOTTKY CONTACT METALS

Abstract

We report on the selection of contact metallisations for ZnSe-based metal-semiconductor-metal ultraviolet photode- tectors. Our evaluation is based on Ni/Au, Cr/Au, and hybrid Ag-nanowire contacts. Low values of dark current of 0.32 nA, 0.82 nA and 1.64 nA at bias voltage of 15 V were achieved for photodetectors with Ag-NW, Ni/Au and Cr/Au interdigital contacts, respectively. The best performance of our ZnSe-based ultraviolet photodetectors is observed for Ni/Au interdigital contacts. This is due to the higher Schottky barrier height, which is equal to ~ 1.49 eV for Ni/Au contacts in comparison with ~ 1.26 eV for Cr/Au contacts. A very high responsivity of 5.40 AW-1 at bias voltage of 15 V for light with a wave- length of 325 nm is obtained for devices with Ni/Au interdigital contacts. Moreover, the maximum of photocurrent on/off ratio of 20342 and minimum of NEP of ~ 3 × 10-15 W Hz-1/2 at bias voltage of 15 V was achieved for this type of device.

Se raportează despre alegerea metalelor de contact pentru fotodetectoarele ultraviolete de tip metal-semiconductormetal bazate pe ZnSe. Evaluarea noastră se bazează pe contactele Ni/Au, Cr/Au și pe hibridul Ag-nanofir. Valorile scăzute ale curentului întunecat de 0,32 nA, 0,82 nA și 1,64 nA la tensiunea de polarizare de 15 V au fost atinse pentru fotodetectoarele cu contacte interdigitale Ag-NW, Ni/Au și, respectiv, Cr/Au. Cea mai bună performanță a fotodetectoarelor ultraviolete bazate pe ZnSe se observă pentru contactele interdigitale Ni/Au. Acest lucru s-a dovedit a fi posibil datorită înălțimii mai mari a barierei Schottky care este egală cu ~ 1,49 eV pentru contactele Ni/Au, în comparație cu ~ 1,26 eV pentru contactele Cr/Au. O sensibilitate foarte mare de 5,40 A W-1 la tensiunea de polarizare de 15 V pentru lumină cu lungimea de undă de 325 nm este obținută pentru dispozitivele cu contacte interdigitale Ni/Au. Raportul maxim de pornire/oprire a fotocurentului egal cu 20342 și minimul puterii echivalente de zgomot (NEP) egale cu ~ 3 × 10-15 W Hz-1/2 la tensiunea de polarizare de 15 V au fost atinse pentru acest tip de dispozitiv.