高性能紫外光电探测器是国防预警与跟踪、环境监测、生命科学、高端半导体装备以及工业过程控制领域所急需的关键部件。由于具有系列材料性能优势,以碳化硅(SiC)和III族氮化物为代表的宽禁带半导体是制备高性能紫外光电探测器的优选材料。基于宽禁带半导体的光电探测器与传统的硅基紫外探测器和紫外光电倍增管相比具有明显优势:1.更高的灵敏度;2.可直接实现可见光盲或日盲操作、无需加增滤光片;3.可在高温、强辐射等恶劣环境下工作。
本团队在宽禁带半导体紫外探测器领域具有较强的研发实力。研制出暗电流低至fA的日盲紫外探测器及系列高性能日盲紫外雪崩探测器,雪崩增益长期保持世界纪录;提出空穴诱导雪崩新结构,首次研制成功工作温度高至150oC的碳化硅紫外单光子探测器;提出雪崩增益涨落补偿新方法,研制成功报道规模最大的零盲元1×256紫外光子计数线阵探测器,首次应用于日盲紫外光子计数激光雷达和光子计数紫外成像仪,开拓固体紫外弱光成像新领域;面向发展极紫外EUV光刻等技术对器件的重大需求,研制出性能领先的产品级EUV探测器和现有紫外辐照耐量最高的193nm探测器,已对我国战略性半导体装备研发起到重要支撑作用;带领团队在国内首先实现高灵敏度紫外探测芯片的产业化,国内用户超200家,成果广泛应用于环境监测、生化检测、工业过程控制、电力安全监控、型号与载荷装备。
1、宽禁带半导体紫外单光子探测器
2013年在我国首先实现SiC紫外单光子探测器,十余年来器件性能持续保持国际领先;目前,器件紫外单光子探测效率已突破40%,寿命超过1万小时;已在紫外光量子雷达、紫外单光子成像仪、紫外载荷和紫外局放检测等领域得到应用。
2、宽禁带半导体真空紫外与极紫外EUV探测器
研制成功系列高可靠EUV探测器,实现对13.5nm极紫外光高效探测,率先实现产品化,打破国外极紫外探测器的垄断和技术封锁。2023年以来,已向有关单位提供300套以上193nm与EUV探测器模组,对我国战略性高端半导体装备的研发起到了重要的支撑作用。
3、宽禁带半导体紫外光电探测器产业化制备与应用技术
国内首先实现宽禁带半导体紫外光电探测器的产业化,产品广泛应用于环境监控、火焰探测、污染物检测、电网安全监测、紫外消杀和工业过程控制等领域,并实现若干型号装备,国内用户超180家。
