CN101814545B - HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器 - Google Patents
HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器 Download PDFInfo
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Abstract
一种HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，包括：一GaSb衬底，利用分子束外延方法在GaSb衬底上依次制备出GaSb缓冲层、GaSb收集区、InAs/GaSb超晶格基区、AlGaAsSb基区、AlGaAsSb发射区以及GaSb盖层；一上电极，采用溅射的方法制作在GaSb盖层的表面，该上电极的中间开有一光的入射口；一下电极，采用溅射的方法制作在GaSb衬底的下表面。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术，主要是一种在GaSb衬底上生长HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外探测器。
背景技术
随着科学技术的进步，以军用为核心的红外探测器逐渐发展起来，目前在战略预警、战术报警、夜视、制导、通讯、气象、地球资源探测、工业探伤、医学、光谱、测温、大气监测等军用和民用领域都有广泛的应用。
但是目前最常用的硅掺杂探测器、InSb、QWIP、MCT等红外探测器，都要求在低温下工作，需要专门的制冷设备，造价昂贵，因而应用受到限制。而InAs/GaSb红外探测器由于其材料的特殊性，例如：电子和空穴高的有效质量可有效的减少遂穿电流，提高态密度；重空穴带和轻空穴带较大的能量差能减小俄歇复合，提高载流子寿命等，是目前最有可能实现室温工作的第三代红外探测器。
与普通的pn、pin结构的光电探测器相比，HPT结构具有高内增益的优点，从而增加了探测率D*。即使与同样具有高内增益的APD结构相比，HPT还具有更低的工作电压(仅为几伏)，更低的暗电流的优点。
本发明提出的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外探测器结同时具有HPT和InAs超晶格的优点，具有非常广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，具有高内增益、低暗电流，并且成本低廉。
本发明提供一种HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，包括：
一GaSb衬底，利用分子束外延方法在GaSb衬底上依次制备出GaSb缓冲层、GaSb收集区、InAs/GaSb超晶格基区、AlGaAsSb基区、AlGaAsSb发射区以及GaSb盖层；
一上电极，采用溅射的方法制作在GaSb盖层的表面，该上电极的中间开有一光的入射口；
一下电极，采用溅射的方法制作在GaSb衬底的下表面。
其中所述的GaSb收集区为n掺杂，厚度为1.5um。
其中所述的所述的InAs/GaSb超晶格基区是由交替生长的不少于300个周期1微米的InAs层/GaSb层组成；其中每层GaSb厚度为3nm，每层InAs厚度由探测波长决定。
其中所述的AlGaAsSb基区为p掺杂，厚度为0.3um。
其中所述的AlGaAsSb发射区为n掺杂，厚度为0.5um。
其中上电极为钛金合金材料。
其中下电极为钛金合金材料。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1是HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，包括：
一GaSb衬底1，利用分子束外延方法在GaSb衬底1上依次制备出GaSb缓冲层2、GaSb收集区3、InAs/GaSb超晶格基区4、AlGaAsSb形成的基区5、AlGaAsSb发射区6以及GaSb盖层7；
其中所述的GaSb收集区3为n掺杂，厚度为1.5um；
其中所述的InAs/GaSb超晶格基区4是由交替生长的不少于300个周期1微米的InAs层/GaSb层组成；其中每层GaSb厚度为3nm，每层InAs厚度由探测波长决定。InAs/GaSb超晶格基区4做为HPT结构的光吸收区，其作用是把入射的光信号转变为电信号；InAs/GaSb超晶格基区4的厚度小于电子在其中的扩散长度，因此光生载流子可以通过扩散进入GaSb收集区3；
其中所述的AlGaAsSb基区5为p掺杂，厚度为0.3um；AlGaAsSb基区5的导带可以作为势垒层，可以大大减少扩散进入InAs/GaSb超晶格基区4的载流子；
其中所述的AlGaAsSb发射区6为n掺杂，厚度为0.5um；
一上电极8，采用溅射的方法制作在GaSb盖层7的表面，该上电极8的中间开有一光的入射口10，该上电极8为钛金合金材料；
一下电极9，采用溅射的方法制作在GaSb衬底1的下表面，该下电极9为钛金合金材料。
Claims (7)
1.一种HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，包括：
一GaSb衬底，利用分子束外延方法在GaSb衬底上依次制备出GaSb缓冲层、GaSb收集区、InAs/GaSb超晶格基区、AlGaAsSb基区、AlGaAsSb发射区以及GaSb盖层；
一上电极，采用溅射的方法制作在GaSb盖层的表面，该上电极的中间开有一光的入射口；
一下电极，采用溅射的方法制作在GaSb衬底的下表面。
2.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中所述的GaSb收集区为n掺杂，厚度为1.5um。
3.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中所述的所述的InAs/GaSb超晶格基区是由交替生长的不少于300个周期1微米的InAs层/GaSb层组成；其中每层GaSb厚度为3nm，每层InAs厚度由探测波长决定。
4.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中所述的AlGaAsSb基区为p掺杂，厚度为0.3um。
5.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中所述的AlGaAsSb发射区为n掺杂，厚度为0.5um。
6.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中上电极为钛金合金材料。
7.如权利要求1所述的HPT结构的InAs/GaSb超晶格红外光电探测器，其中下电极为钛金合金材料。
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