基于MOCVD生长的锑化物超晶格红外探测器 InAs/GaSb Superlattice Infrared Detectors by MOCVD 黄勇 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 江苏省苏州市苏州工业园区若水路398号,215123 yhuang2014@sinano.ac.cn 锑化物InAs/GaSb二类超晶格探测器是继碲镉汞红外探测器,量子阱红外探测器之后兴起的高性能制冷型红外探测器,具有暗电流小、俄歇复合率低、波长调节范围大等优点。目前国内外的InAs/GaSb二类超晶格探测器均用MBE生长。由于MOCVD是工业界主流技术,并且生长条件更接近平衡态,我们展开了用MOCVD生长InAs/GaSb超晶格探测器的工作。 我们使用InAs衬底,利用GaAs型界面来平衡InAs/GaSb超晶格中压应力,实现了很好的应力平衡。其中XRD卫星峰明显,可以观察到8级卫星峰,且应力基本平衡,卫星峰半宽小于30弧秒,与MBE相当,如图1(a)所示;TEM可看到InAs和GaSb的界面陡峭;AFM材料表面粗糙度仅0.16nm,为台阶流生长模式;77K下PL发光明显,并且线宽较小;TEM可以看到清晰的陡峭界面。 对于中波器件,制备了一个300个周期的pin型同质结超晶格探测器,50%截止波长为4.8μm,峰值探测率D*为7.2×1012 cmHz1/2/W,与报道的MBE器件最佳性能相当【3】。对于长波器件,制备了PNn单异质结探测器,77K时器件的截止波长超过12μm,R0A达到 125 Ωcm2,在-0.1V时,峰值D*为2.8×1011 cmHz1/2/W。该器件的R0A已经超过相同截止波长HgCdTe 07规则预测的数值,而D*超过了国际最佳的MBE器件,与最好的p-on-n HgCdTe接近。这是本领域的极大突破,显示出采用MOCVD生长的锑化物超晶格长波红外探测器在超越HgCdTe方面的巨大潜力。 关键词:锑化物红外探测器;超晶格;MOCVD;能带工程 参考文献: 【1】 Y. Huang et al, Appl. Phys. Lett. 99 (1), 011109-1–3 (2011). 【2】 Xin Li et al, J.Cryst. Growth 502, 71–75 (2018). 【3】 Yong Huang etal, IEEE J. Quantum Electron. 53(5), 4000305 (2017).
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