本文關(guān)鍵詞：低暗電流銻化物Ⅱ類超晶格紅外探測材料的制備及相關(guān)基礎(chǔ)研究

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【摘要】：本文系統(tǒng)地研究了GaSb(001)襯底上InAs/InAsSb超晶格材料的分子束外延生長,在此之前,首先研究了低溫GaSb薄膜緩沖層和InAsSb薄膜的生長。初步探索了InAsSb和InAs/InAsSb超晶格單元紅外探測器器件工藝,系統(tǒng)地研究了材料的結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)等物理特性,對(duì)相關(guān)器件物理問題進(jìn)行了分析,主要內(nèi)容包括:1、通過優(yōu)化GaSb襯底上低溫生長GaSb薄膜的生長溫度、Sb/Ga束流比等參數(shù),解決了低溫生長GaSb外延層時(shí)表面容易出現(xiàn)“金字塔包”的難題,使低溫生長的GaSb外延層質(zhì)量得到了提高。當(dāng)Sb2源爐裂解前端溫度和基底溫度分別為900°C和580°C,生長溫度為Tc+60°C,V/III值為7.07時(shí),得到的GaSb外延層的質(zhì)量最好。2、優(yōu)化了三種結(jié)構(gòu)的InAsSb紅外探測器件(PIN型、NBP型、NBN型)的材料制備工藝,探索了單元器件的器件工藝,并對(duì)單元器件的電學(xué)和光學(xué)性能進(jìn)行了測試分析。PIN型InAsSb單元探測器的R0A為224Ω·cm2(100K),峰值探測率為3.6×1010 cmHz1/2/W(77K)。NBN型和NBP型InAsSb單元探測器的R0A都達(dá)到了105Ω·cm2(100K)的量級(jí),但NBN型的R0A值比NBP型更大一些,暗電流密度相對(duì)低,溫度為77K時(shí)峰值探測率分別為8.5×1012cmHz1/2/W和2.4×108 cmHz1/2/W。最后,得到了50%截止波長分別為3.8μm(PIN型)、3.4μm(NBP型)、2.6μm(NBN型)的InAsSb單元探測器。3、研究了InAs/InAsSb超晶格材料的外延生長,優(yōu)化了InAs/InAsSb超晶格材料結(jié)構(gòu)生長參數(shù),獲得了高質(zhì)量的長周期厚度InAs/InAs0.73Sb0.27(75 periods)超晶格材料,掃描區(qū)域?yàn)?0μm×20μm時(shí)的RMS約為1.8?,超晶格零級(jí)峰與GaSb襯底之間的晶格失配度約為100arcsec,零級(jí)峰的半峰寬低于120arcsec,周期厚度為93.3?。制備了PIN型InAs/InAsSb超晶格單元器件,并對(duì)器件進(jìn)行了電學(xué)和光學(xué)性能測試分析。溫度為77K時(shí)PIN型InAs/InAsSb超晶格單元探測器的R0A為448Ω·cm2,50%響應(yīng)截止波長為5.1μm。
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN215

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