InAs基InAs/Ga(As)Sb Ⅱ类超晶格长波红外探测器湿法腐蚀研究（英文）

开展了InAs基InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格长波红外探测器的湿法腐蚀工艺研究.选择的腐蚀液由柠檬酸、磷酸和过氧化氢组成,先后在InAs、GaSb体材料和InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格上进行了湿法腐蚀实验,分别获得了其最佳的腐蚀液组分及配比.使用优化的磷酸系腐蚀液对InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格进行腐蚀,获得的腐蚀表面粗糙度仅为1nm.然后使用改进的工艺制备了50%截止波长为12μm的超晶格长波单元器件,实验结果表明磷酸系腐蚀液可以获得低暗电流密度的InAs基InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格长波红外探测器.另外,在81K下,该探测器的表面电阻率(ρSurface)为4.4×10^3Ωcm.

中波InAs/GaSb超晶格红外焦平面探测器

由分子束外延生长的GaSb基的InAs/GaSb超晶格材料具有良好的均匀性,其在制作红外焦平面探测器方面有独特的优势。分别采用生长中断和表面迁移率增强的分子束外延法在GaSb衬底上生长了中波段InAs/GaSb超晶格红外探测器材料,对比表明对于中波超晶格材料,生长中断法优于表面迁移率增强法。利用标准工艺制作了中波红外PIN单元探测器,并制备了320×256的焦平面探测器芯片。

兼容集成中的新型材料系探索与特殊超晶格结构研究年度报告

含边缘元素的III-V族光电子合金材料是近些年逐渐兴起的一种新型材料系,开展相关研究的国家较少,这些合金的基本特性、合成以及器件应用等方面还存在很多未知,亟需推动。为此,该研究在含边缘元素的III-V族光电子材料的理论计算、合成实验与特性表征方面系统地开展基础创新研究。在理论研究方面,我们利用第一性原理重点计算了GaN1-xBix和InP1-xBix三元合金的电子结构与光学特性等,预测了Bi元素并入对合金物理性质的影响。在III-V族含硼材料的合成与特性表征方面,利用低压金属有机化学气相沉积技术,在GaAs上生长出了BGaAsB四元合金与BGaAsSb/GaAs MQW,明确了B并入对于Sb并入以及Ga As Sb/Ga As MQW光致发光特性的影响。基于InAs/GaSb二类超晶格实现短波、甚长波及窄带长波/甚长波双色红外探测器的研究,生长的材料具有极高的材料质量.短波探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为2.56μm,峰值探测率为1.3×1011cm·Hz1/2·W^(-1);中波探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为4.3μm,峰值探测率为2.4×1011 cm·Hz1/2·W^(-1);甚长波红外探测器单管器件在77 K条件下50%截止波长为14.5μm,量子效率为14%,热噪声限制的探测率为4.3×109 cm·Hz1/2 W^(-1).研究了分子束外延生长的中波、长波、甚长波波段的InAs/GaSb二类超晶格吸收层材料在77K和室温条件先非有意掺杂浓度、迁移率、导电率特性。发现随着温度的升高,分子束外延生长的中波、长波、甚长波红外吸收区材料都出现了导电类型由p型向n型的转变,其中中波、长波、甚长波样品的转变温度分别为210、140和85 K,相应的电子激活能为106、71和32 meV。