Semiconductor ultraviolet detectors

Journal of Applied Physics

Volumn 79, Issue 10, 1996, Pages 7433-7473

  Razeghi, M ^b   Rogalski, A ^a,b  

^a MILITARY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Poland)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 6144261628     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.362677     Document Type: Review

References (165)

1. J. A. R. Samson, Techniques of Vacuum Ultraviolet Spectroscopy (Wiley, New York, 1967).
2. The Middle Ultraviolet: Its Science and Technology, edited by A. E. S. Green (Wiley, New York, 1966).
3. L. R. Koller, Ultraviolet Radiation (Wiley, New York, 1965).
4. A. N. Zaidel and E. Ya. Shreider, Vacuum Ultraviolet Spectroscopy (Humphrey, Ann Arbor, MI, 1970).
5. J. Hennes and L. Dunkleman, The Middle Ultraviolet: Its Science and Technology, edited by A. E. S. Green (Wiley, New York, 1966), Chap. 15.
6. R. E. Huffman, Atmospheric, Ultraviolet Remote Sensing, International Geophysics Series (Academic, New York, 1992), Vol. 52.
7. R. E. Huffman, Ultraviolet Optics and Technology, SPIE Milestone Series (SPIE Optical Engineering, Bellingham, Washington, 1993), Vol. MS 80.
8. G. R. Carruthers, Electro-Optics Handbook, edited by R. W. Waynant and M. N. Ediger (McGraw-Hill, New York, 1994), Chap. 15.
9. J. G. Timothy and R. P. Madden, Handbook on Synchrotron Radiation, edited by E. E. Koch (North-Holland, Amsterdam, 1983), pp. 315-366.
10. M. J. Eccles, M. E. Sim, and K. P. Tritton, Low Light Level Detectors in Astronomy (Cambridge University Press, Cambridge, England, 1983).
11. J. G. Timothy, Publ. Astron. Soc. Pac. 95, 810 (1983).
12. J. R. Janesick, T. Elliott, S. Collins, H. Marsh, M. Blouke, and M. Freeman, Proc. SPIE 501, 2 (1984).
13. B. Y. Welsh and M. Kaplan, Proc. SPIE 1743, 452 (1992).
14. C. L. Joseph, Wisconsin Astrophy. No. 562, 1 (1995).
15. M. P. Ulmer, M. Razeghi, and E. Bigan, Proc. SPIE 2397, 210 (1995).
16. J. R. Janesick, D. Campbell, T. Elliott, and T. Daud, Opt. Eng. 26, 825 (1987).
17. R. A. Stern, R. C. Catura, R. Kimble, A. F. Davidsen, M. Winzenread, M. M. Blouke, R. Hayes, D. M. Walton, and J. L. Culhane, Opt. Eng. 26, 875 (1987).
18. G. Naletto, G. Tondello, G. Bonanno, R. Di Benedetto, and S. Scuderi, Opt. Eng. 38, 2544 (1994).
19. M. M. Blouke, M. W. Cowens, J. E. Hall, J. A. Westphal, and A. B. Christensen, Appl. Opt. 19, 3318 (1980).
20. M. W. Cowens, M. M. Blouke, T. Fairchild, and J. A. Westphal, Appl. Opt: 19, 3727 (1980).
21. J. R. Janesick, T. Elliott, G. Fraschetti, S. Collins, M. Blouke, and B. Corrie, Proc. SPIE 1071, 153 (1989).
22. A. Rose, Concepts in Photoconductivity and Allied Problems (Interscience, New York, 1963).
23. J. Piotrowski, Infrared Photon Detectors, edited by A. Rogalski (SPIE Optical Engineering, Bellingham, Washington, 1995), Chap. 11.
24. P. W. Kruse, L. D. McGlauchlin, and R. B. McQuistan, Elements of Infrared Technology (Wiley, New York, 1962).
25. P. W. Kruse, Optical and Infrared Detectors, edited by R. J. Keyes (Springer, Berlin, 1977), pp. 5-69.
26. D. H. Seib and L. W. Aukerman, Advances in Electronics and Electron Physics, edited by L. Morton (Academic, New York, 1973), Vol. 34, pp. 95-221.
27. W. Van Roosbroeck, Bell Syst. Tech. J. 29, 560 (1950).
28. X. Zhang, P. Kung, D. Walker, J. Piotrowski, A. Rogalski, A. Saxler, and M. Razeghi, Appl. Phys. Lett. 67, 2028 (1995).
29. R. A. Smith, Semiconductors (Cambridge University Press, Cambridge, England, 1978).
30. E. S. Rittner, Photoconductivity Conference at Atlantic City 1954, edited by R. Breckenbridge, B. Russel, and E. Hahn (Wiley, New York, 1956), pp. 215-268.
31. C. T. Elliott, Handbook on Semiconductors, edited by C. Hilsum (North-Holland, Amsterdam, 1993), Vol. 4, pp. 841-936.
32. A. Van der Ziel, Fluctuation Phenomena in Semiconductors (Butterworths, London, 1959).
33. F. N. Hooge, Phys. Lett. 29 A, 123 (1969).
34. R. D. Nelson, Opt. Eng. 16, 275 (1977).
35. V. Gopal, Infrared Phys. 25, 615 (1985).
36. H. J. Hovel, Semiconductors and Semimetals, edited by R. K. Willardson and A. C. Berr (Academic, New York, 1975), Vol. 11.
37. T. S. Moss, G. J. Burrel, and B. Ellis, Semiconductor Optoelectronics (Butterworths, London, 1973).
38. M. J. Buckingham and E. A. Faulkner, Radio Electron. Eng. 44, 125 (1974).
39. C. T. Sah, R. N. Noyce, and W. Shockley, Proc. IRE 45, 1228 (1957).
40. S. C. Choo, Solid-State Electron. 11, 1069 (1968).
41. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley, New York, 1981).
42. R. J. McIntyre, IEEE Trans. Electron Devices ED-13, 164 (1966).
43. A. Rose, Phys. Rev. 97, 1538 (1955).
44. M. A. Lampert, Phys. Rev. 103, 1648 (1956).
45. M. A. Lampert and P. Mark, Current Injections in Solids, edited by H. G. Booker and N. DeClaris (Academic, New York, 1970).
46. J. A. Edmond, K. Das, and R. F. Davis, J. Appl. Phys. 63, 922 (1988).
47. D. E. Sawyer and R. H. Rediker, Proc. IRE 46, 1122 (1958).
48. W. W. Gartner, Phys. Rev. 116, 84 (1959).
49. E. R. Rhoderick, IEE Proc. 129, 1 (1982).
50. A. M. Cowley and S. M. Sze, J. Appl. Phys. 36, 3212 (1965).
51. W. Schottky and E. Spenke, Wiss. Veroff. Siemens-Werken. 18, 225 (1939).
52. E. Spenke, Electronic Semiconductors (McGraw-Hill, New York, 1958).
53. H. A. Bethe, MIT Radiation Laboratory Report No. 43-12, 1942.
54. C. R. Crowell and S. M. Sze, Solid-State Electron. 9, 1035 (1966).
55. G. Ottaviani, K. N. Tu, and J. M. Mayer, Phys. Rev. Lett. 44, 284 (1980).
56. M. Krumrey and E. Tegeler, Nucl. Instrum. Methods A 288, 114 (1990).
57. S. Strite and H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 1237 (1992).
58. H. Morkoc, S. Strire, G. B. Gao, M. E. Lin, B. Sverdlov, and M. Burns, J. Appl. Phys. 76, 1363 (1994).
59. S. N. Mohammad, A. A. Salvador, and H. Morkoc, Proc. IEEE 83, 1306 (1995).
60. E. O. Johnson, RCA Rev. 26, 163 (1965).
61. R. W. Keyes, Proc. IEEE 60, 225 (1972).
62. M. Marchywka, S. C. Binari, P. E. Pehrsson, and D. Moses, Proc. SPIE 2282, 20 (1994).
63. Y. Talmi and R. W. Simpson, Appl. Opt. 19, 1401 (1980).
64. R. Korde, L. R. Canfield, and B. Wallis, Proc. SPIE 932, 153 (1988).
65. E. Kooi, IEEE Trans. Electron Devices ED-13, 238 (1966).
66. T. E. Hansen, Phys. Scr. 18, 471 (1978).
67. R. Korde and J. Geist, Appl. Opt. 26, 5284 (1987).
68. United Detector Technology Inc., Data Sheet (1980).
69. R. Korde and J. Geist, Solid-State Electron. 30, 89 (1987).
70. L. R. Canfield, J. Kerner, and R. Korde, Appl. Opt. 28, 3940 (1989).
71. S. G. Chamberlain, J. Appl. Phys. 50, 7228 (1979).
72. H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices ED-26, 1965 (1979).
73. C. M. Botchek, VLSI Basic MOS Engineering (Pacific Technical, Sarasota, FL, 1984), Vol. 1, p. 275.
74. Z. A. Weinberg, D. R. Young, J. A. Calise, S. A. Cohen, J. C. DeLuca, and V. R. Deline, Appl. Phys. Lett. 45, 1204 (1984).
75. R. S. Popovic, K. Solt, U. Falk, and Z. Stoessel, Sensors and Actuators A21-A23, 553 (1990).
76. R. F. Wolffenbuttel, Sensors and Actuators A21-A23, 559 (1990).
77. W. Huang, C. Salupo, L. F. Szabo, G. P. Ceaser, and W. Iavurek, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 118, 411 (1988).
78. Y. K. Fang, S. B. Hwang, K. H. Chen, C. R. Liu, M. J. Tsai, and L. C. Kuo, IEEE Trans. Electron Devices ED-39, 292 (1992).
79. R. C. Alig, S. Bloom, and C. W. Struck, Phys. Rev. B 22, 5565 (1980).
80. E. Sakai, Nucl. Instrum. Methods 196, 121 (1982).
81. T. Kabayashi, Appl. Phys. Lett. 21, 150 (1972).
82. L. R. Canfield and J. Kerner, Proc. SPIE 1344, 372 (1990).
83. L. R. Canfield, R. Vest, T. N. Woods, and R. Korde, Proc. SPIE 2282, 31 (1984).
84. M. Lavagna, J. P. Pigue, and Y. Marfaing, Solid-State Electron. 20, 235 (1977).
85. R. D. Baertsch and J. R. Richardson, J. Appl. Phys. 40, 229 (1969).
86. H. Fabricius, T. Skettrup, and P. Bisgaard, Appl. Opt. 25, 2764 (1986).
87. M. Krumrey, E. Tegler, J. Barth, M. Krisch, F. Schafers, and R. Wolf, Appl. Opt. 27, 4336 (1988).
88. E. Tegeler and M. Krumrey, Nucl. Instrum. Methods A 282, 701 (1989).
89. A. D. Wilson and H. Lyall, Appl. Opt. 25, 4530 (1986).
90. M. Marchywka, J. F. Hochedez, M. W. Geis, D. G. Socker, D. Moses, and R. T. Goldberg, Appl. Opt. 30, 5010 (1991).
91. G. Zhao, T. Stacy, E. M. Charlson, E. J. Charlson, M. Hajsaid, R. Roychoudhury, A. H. Khan, J. M. Meese, Z. He, and M. Prelas, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 339, 191 (1994).
92. M. C. Hicks, C. R. Wronski, S. A. Grot, G. Sh. Gildenblat, A. R. Badzian, T. Badzian, and R. Messier, J. Appl. Phys. 65, 2139 (1989).
93. R. B. Campbell and H. Chang, Solid-State Electron. 10, 949 (1967).
94. P. Glasow, G. Ziegler, W. Suttrop, G. Pensl, and R. Helbig, Proc. SPIE 868, 40 (1987).
95. D. M. Brown, E. T. Downey, M. Ghezzo, J. W. Kretchmer, R. J. Saia, Y. S. Liu, J. A. Edmond, G. Gati, J. M. Pimbley, and W. E. Schneider, IEEE Trans. Electron Devices ED-40, 325 (1993).
96. J. A. Edmond, H. S. Kong, and C. H. Carter Jr., Phys. B 185, 453 (1993).
97. Y. Hirabayashi, S. Karasawa, K. Kobayashi, S. Misawa, and S. Yoshida, Sensors and Actuators A 43, 164 (1994).
98. Y. K. Fang, S. B. Hwang, K. H. Chen, C. R. Liu, M. J. Tsai, and L. C. Kuo, IEEE Trans. Electron Devices ED-39, 292 (1992).
99. G. Cesare, F. Irrera, F. Palma, M. Tucci, E. Jannitti, G. Naletto, and P. Nicolosi, Appl. Phys. Lett. 67, 335 (1995).
100. C. Fröjdh, G. Thungström, H. E. Nilsson, and C. S. Petersson, Phys. Scr. T 54, 169 (1994).
101. C. Fröjdh, G. Thungström, H. E. Nilsson, and C. S. Petersson, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 339, 215 (1994).
102. M. M. Anikin, A. N. Andreev, S. N. Pyatko, N. S. Savkina, A. M. Strelchuk, A. L. Syrkin, and V. E. Chelnokov, Sensors and Actuators A 33, 91 (1992).
103. M. M. Anikin, A. N. Andreev, A. A. Lebedev, S. N. Pyatko, M. G. Rastegaeva, N. S. Savkina, A. M. Strelchuk, A. L. Syrkin, and V. E. Chelnokov, Sov. Phys. Semicond. 25, 198 (1991).
104. L. G. Matus, J. A. Powell, and C. S. Salupo, Appl. Phys. Lett. 59, 1770 (1991).
105. P. G. Neudeck, D. J. Larkin, J. A. Powell, L. G. Matus, and C. S. Salupo, Appl. Phys. Lett. 64, 1386 (1994).
106. S. Nakamura, T. Mukai, M. Senoh, and N. Iwasa, Jpn. J. Appl. Phys. 31, L139 (1992).
107. Y. Ohba and A. Hatano, Jpn. J. Appl. Phys. 33, L1367 (1994).
108. I. Akasaki and H. Amano, J. Electrochem. Soc. 141, 2266 (1994).
109. M. A. Khan, Q. Chen, C. J. Sun, M. S. Shur, M. F. Macmillan, R. P. Devaty, and J. Choyke, Proc. SPIE 2397, 283 (1995).
110. S. Strite, M. E. Lin, and H. Morkoc, Thin Solid Films 231, 197 (1993).
111. R. F. Davis, Proc. IEEE 79, 702 (1991).
112. S. Nakamura, Y. Harada, and M. Senoh, Appl. Phys. Lett. 58, 2021 (1991).
113. V. W. Chin, T. L. Tansley, and T. Osotchan, J. Appl. Phys. 75, 7365 (1994).
114. R. P. Joshi, Appl. Phys. Lett. 64, 223 (1994).
115. M. A. Khan, J. N. Kuznia, J. M. Van Hove, D. T. Olson, S. Krishnankutty, and R. M. Kolbas, Appl. Phys. Lett. 58, 526 (1991).
116. H. Amano, M. Kito, K. Hiramatsu, and I. Akasaki, Jpn. J. Appl. Phys. 28, L2112 (1989).
117. S. Nakamura, N. Iwasa, M. Senoh, and T. Mukai, Jpn. J. Appl. Phys. 31, 1258 (1992).
118. T. D. Moustakas and R. J. Molnar, Mater. Res. Soc. Proc. 281, 753 (1993).
119. M. E. Lin, G. Xue, G. L. Zhu, J. E. Greene, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 63, 932 (1993).
120. D. K. Gaskill, L. B. Rowland, and K. Doverspike, in Properties of Group III Nitrides, edited by J. H. Edgar (INSPEC, IEE, London, 1994), pp. 101-116.
121. M. Rubin, N. Newman, J. S. Chan, T. C. Fu, and J. T. Ross, Appl. Phys. Lett. 66, 64 (1994).
122. S. J. Pearton, C. B. Vartuli, J. C. Zolper, C. Yuan, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 67, 1435 (1995).
123. R. G. Wilson, S. J. Pearton, C. R. Abernathy, and J. M. Zavada, Appl. Phys. Lett. 66, 2238 (1995).
124. C. H. Qiu, C. Hoggatt, W. Melton, M. W. Leksono, and J. I. Pankove, Appl. Phys. Lett. 66, 2712 (1995).
125. J. S. Foresi and T. D. Moustakas, Appl. Phys. Lett. 62, 2859 (1993).
126. K. Kurtin, T. C. McGill, and C. A. Mead, Phys. Rev. Lett. 22, 1433 (1969).
127. C. M. Wolfe, N. Holonyak, Jr., and G. S. Stillman, Physical Properties of Semiconductors (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1989).
128. J. I. Pankove and H. E. P. Schade, Appl. Phys. Lett. 25, 53 (1974).
129. K. W. Böer, Survey of Semiconductor Physics (Van Nostrand, New York, 1990).
130. M. E. Lin, Z. Ma, F. Y. Huang, Z. F. Fan, L. H. Allen, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 64, 1003 (1994).
131. M. E. Lin, F. Y. Huang, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 64, 2557 (1994).
132. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, F. Ren, J. R. Lothian, P. W. Wisk, and A. Katz, J. Vac. Sci. Technol. A 1, 1772 (1993).
133. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, F. Ren, J. R. Lothian, P. Wisk, A. Katz, and C. Constantine, Semicond. Sci. Technol. 8, 310 (1993).
134. I. Adesida, A. Mahajan, E. Andideh, M. A. Khan, D. T. Olsen, and J. N. Kuznia, Appl. Phys. Lett. 63, 2777 (1993).
135. M. E. Lin, Z. F. Fan, Z. Ma, L. H. Allen, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 64, 887 (1994).
136. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, and F. Ren, Appl. Phys. Lett. 64, 2294 (1994).
137. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, and F. Ren, Appl. Phys. Lett. 64, 3643 (1994).
138. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, F. Ren, and J. R. Lothian, J. Appl. Phys. 76, 1210 (1994).
139. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, and C. B. Vartuli, Electron. Lett. 30, 1985 (1994).
140. S. J. Pearton, C. R. Abernathy, F. Ren, and J. R. Lothian, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 339, 179 (1994).
141. S. J. Pearton, C. B. Vartuli, R. J. Shul, and J. C. Zolper, Mater. Sci. Eng. B 31, 309 (1995).
142. A. T. Ping, I. Adesida, and M. A. Khan, Appl. Phys. Lett. 67, 1250 (1995).
143. H. Lee, D. B. Oberman, and J. S. Harris, Appl. Phys. Lett. 67, 1754 (1995).
144. M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, J. M. Van Hove, M. Blasingame, and L. F. Reitz, Appl. Phys. Lett. 60, 2917 (1992).
145. M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, M. Blasingame, and A. R. Bhattarai, Appl. Phys. Lett. 63, 2455 (1993).
146. M. A. Khan, Microwave J. 67 (November 1993).
147. M. A. Khan, M. S. Shur, Q. Chen, J. N. Kuznia, and C. J. Sun, Electron. Lett. 31, 398 (1995).
148. M. S. Shur and M. A. Khan, Proc. SPIE 2397, 294 (1995).
149. K. S. Stevens, M. Kinniburgh, and R. Beresford, Appl. Phys. Lett. 66, 3518 (1995).
150. P. Kung, X. Zhang, D. Walker, A. Saxler, J. Piotrowski, A. Rogalski, and M. Razeghi (to be published).
151. M. Misra, T. D. Moustakas, R. P. Vaudo, R. Singh, and K. S. Shah, Proc. SPIE 2519, 78 (1995).
152. Q. Chen, M. A. Khan, C. J. Sun, and J. W. Yang, Electron. Lett. 31, 1781 (1995).
153. B. Goldenberg, J. D. Zook, and R. J. Ulmer, in Topical Workshop on III-V Nitrides Proc. (North Holland, Nagoya, 1995).
154. Y. Morimoto and S. Ushio, Jpn. J. Appl. Phys. 13, 365 (1974).
155. S. C. Binari, H. B. Dietrich, G. Kelner, L. B. Rowland, K. Doverspike, and D. K. Gaskill, Electron. Lett. 30, 909 (1994).
156. P. Hacke, T. Detchprohm, K. Hiramatsu, and N. Sawaki, Appl. Phys. Lett. 63, 2676 (1993).
157. J. D. Guo, M. S. Feng, R. J. Guo, F. M. Pan, and C. Y. Chang, Appl. Phys. Lett. 67, 2657 (1995).
158. X. Zhang, P. Kung, D. Walker, J. Piotrowski, A. Rogalski, A. Saxler, and M. Razeghi, Appl. Phys. Lett. 76, 2028 (1995).
159. M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, W. Schaff, J. Burm, and M. S. Shur, Appl. Phys. Lett. 65, 1121 (1994).
160. M. Constant, D. Loridant, J. C. Camart, S. Meziere, L. Boussekey, and M. Chive, Proc. SPIE 2367, 229 (1995).
161. M. Misra, C. Zhou, P. B. Bennett, M. R. Squillants, and F. Ahmad, Proc. SPIE 2282, 49 (1994).
162. R. D. McKeag, S. S. M. Chan, and R. B. Jackman, Appl. Phys. Lett. 67, 2117 (1995).
163. G. M. Williams and M. M. Blouke, Laser Focus World 129 (September 1995).
164. Compound Semiconductor 8 (Nov./Dec. 1995).
165. Compound Semiconductor 9 (Nov./Dec. 1995).