【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于半導(dǎo)體光電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種ingaas探測(cè)器。
技術(shù)介紹
1、近紅外波段有許多重要的應(yīng)用。例如，石英光纖在1.31微米和1.55微米分別處于低損耗和低色散窗口，這兩個(gè)波長(zhǎng)的激光器和探測(cè)器廣泛地應(yīng)用于長(zhǎng)波光纖通信中。ingaas探測(cè)器由于具有良好的性能而在光纖通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
2、inp基ingaas材料具有較高的吸收系數(shù)、高遷移率、較好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和抗輻照特性，其制備的探測(cè)器表現(xiàn)出較高工作溫度、高量子效率、高靈敏度、良好的抗輻照性能等優(yōu)點(diǎn)，是短波紅外探測(cè)器的重要選擇。ingaas短波紅外探測(cè)器在航天遙感如資源調(diào)查、大氣成分分析及深空探測(cè)等領(lǐng)域也具有巨大潛力和應(yīng)用前景。
3、ingaas探測(cè)器的發(fā)展方向主要在于2個(gè)方面：一個(gè)是提高器件性能、增大焦平面的規(guī)模；二是向更寬的探測(cè)光譜發(fā)展，使短波方向拓展到可見(jiàn)光范圍，長(zhǎng)波方向繼續(xù)向3μm波長(zhǎng)發(fā)展。近年來(lái)，各國(guó)為提高近紅外ingaas探測(cè)器焦平面陣列規(guī)模和性能水平做出了很多的努力，大多數(shù)公司單位已具備制備大面陣的能力。大面陣的中心距在12.5μm到20μm之間，并且大面陣在探測(cè)率、噪聲、量子效率、有效像元率等方面表現(xiàn)優(yōu)異。
4、信噪比是近紅外ingaas焦平面的核心性能指標(biāo)，降低噪聲、提高信噪比對(duì)提高紅外焦平面組件成像質(zhì)量至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)為降低ingaas焦平面的噪聲做出了許多努力，包括通過(guò)電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化和降低暗電流密度來(lái)降低噪聲。
5、焦平面噪聲主要來(lái)源于焦平面耦合噪聲和探測(cè)器噪聲，在電路參數(shù)確定的情況
6、同時(shí)，探測(cè)器材料的少子壽命的增加對(duì)提高焦平面性能具有很大的幫助，而探測(cè)器材料性能中光致發(fā)光強(qiáng)度的提高可在一定程度上反映少子壽命的增加。因此，提高光致發(fā)光性能是提高探測(cè)器材料性能的方向之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種新型的ingaas探測(cè)器，以有效提高光致發(fā)光性能，從而有利于獲得高性能的ingaas探測(cè)器。
2、為達(dá)到此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種ingaas探測(cè)器，包括依次層疊的襯底、inxal1-xas遞變層、inyal1-yas組分過(guò)沖層、n型inzal1-zas緩沖層、i型ingaas吸收層和n型inalas帽層，其中，x≤z≤y。
4、本專利技術(shù)通過(guò)設(shè)置組分過(guò)沖層，實(shí)現(xiàn)了材料生長(zhǎng)過(guò)程中殘余應(yīng)力的釋放，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)ingaas探測(cè)器材料的光致發(fā)光性能的提高。
5、以下作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案的限制，通過(guò)以下技術(shù)方案，可以更好地達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)目的和有益效果。
6、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述x≤z≤y，優(yōu)選為x≤z＜y，進(jìn)一步優(yōu)選為x＜z＜y。
7、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述i型ingaas吸收層包括固定組分的inaga1-aas材料，其中，0.52≤a≤1。
8、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述i型ingaas吸收層為高in組分inaga1-aas材料，其中，0.8≤a≤1。
9、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述n型inzal1-zas緩沖層包括與所述i型ingaas吸收層晶格匹配的固定組分的inzal1-zas材料，摻雜濃度為1×1017cm-3～5×1018cm-3，其中，0.52≤z≤1。
10、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述inyal1-yas組分過(guò)沖層為n型inyal1-yas組分過(guò)沖層，厚度≥50nm。
11、本專利技術(shù)通過(guò)對(duì)過(guò)沖層進(jìn)行摻雜，適當(dāng)消除了組分過(guò)沖中不同晶向殘余應(yīng)力不同的作用，保證了對(duì)ingaas探測(cè)器材料的光致發(fā)光性能的進(jìn)一步提高。
12、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的inyal1-yas組分過(guò)沖層包括線性漸變組分的摻si的inyal1-yas材料，摻雜濃度為5×1015cm-3～3×1018cm-3，其中，z≤y≤z+0.05。
13、需要說(shuō)明的是，所述的inyal1-yas組分過(guò)沖層為線性漸變組分時(shí)，線性漸變組分中，y的最小取值優(yōu)選為≥z，y的最大取值優(yōu)選為≤z+0.05。
14、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述inxal1-xas遞變層為i型inxal1-xas遞變層。
15、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述inxal1-xas遞變層包括線性漸變組分的inxal1-xas材料，其中，0.52≤x≤z。
16、需要說(shuō)明的是，所述的inxal1-xas遞變層為線性漸變組分時(shí)，線性漸變組分中，x的最小取值優(yōu)選為≥0.52，x的最大取值優(yōu)選為≤z。
17、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述n型inalas帽層包括與所述i型ingaas吸收層晶格匹配的固定組分的inwal1-was材料，摻雜濃度為1×1016cm-3～5×1016cm-3，其中，0.52≤w≤1。
18、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述襯底包括inp(001)襯底。(001)表示晶體取向。
19、示例性地，本專利技術(shù)還提供了一種第一方面所述的ingaas探測(cè)器的制作方法，所述制作方法包括：
20、通過(guò)分子束外延依次在襯底上生長(zhǎng)inxal1-xas遞變層、inyal1-yas組分過(guò)沖層(x≤y)、n型inzal1-zas緩沖層(x≤z≤y)、i型ingaas吸收層及n型inalas帽層。
21、與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本專利技術(shù)至少具有以下有益效果：
22、本專利技術(shù)所述ingaas探測(cè)器中，通過(guò)設(shè)置inyal1-yas組分過(guò)沖層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ingaas探測(cè)器材料的光致發(fā)光性能的提高；
23、本專利技術(shù)通過(guò)對(duì)inyal1-yas組分過(guò)沖層進(jìn)行摻雜形成n型組分過(guò)沖層，保證了對(duì)ingaas探測(cè)器材料的光致發(fā)光性能的進(jìn)一步提高；
24、本專利技術(shù)所述ingaas探測(cè)器通過(guò)依次分子束外延生長(zhǎng)即可制造，本專利技術(shù)設(shè)置過(guò)沖層的方案相當(dāng)于提供了一種提高ingaas探測(cè)器材料性能的方法，且組分過(guò)沖層結(jié)構(gòu)還可以推廣到其他具有晶向非對(duì)稱性的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有很好的通用性。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種InGaAs探測(cè)器，其特征在于，包括依次層疊的襯底、InxAl1-xAs遞變層、InyAl1-yAs組分過(guò)沖層、n型InzAl1-zAs緩沖層、i型InGaAs吸收層和n型InAlAs帽層，其中，x≤z≤y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述i型InGaAs吸收層包括固定組分的InaGa1-aAs材料，其中，0.52≤a≤1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述i型InGaAs吸收層為高In組分InaGa1-aAs材料，其中，0.8≤a≤1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述n型InzAl1-zAs緩沖層包括與所述i型InGaAs吸收層晶格匹配的固定組分的InzAl1-zAs材料，摻雜濃度為1×1017cm-3～5×1018cm-3，其中，0.52≤z≤1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述InyAl1-yAs組分過(guò)沖層為n型InyAl1-yAs組分過(guò)沖層，厚度≥50nm。
6.根據(jù)權(quán)
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述InxAl1-xAs遞變層為i型InxAl1-xAs遞變層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述InxAl1-xAs遞變層包括線性漸變組分的InxAl1-xAs材料，其中，0.52≤x≤z。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述n型InAlAs帽層包括與所述i型InGaAs吸收層晶格匹配的固定組分的InwAl1-wAs材料，摻雜濃度為1×1016cm-3～5×1016cm-3，其中，0.52≤w≤1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的InGaAs探測(cè)器，其特征在于，所述襯底包括InP(001)襯底。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種ingaas探測(cè)器，其特征在于，包括依次層疊的襯底、inxal1-xas遞變層、inyal1-yas組分過(guò)沖層、n型inzal1-zas緩沖層、i型ingaas吸收層和n型inalas帽層，其中，x≤z≤y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ingaas探測(cè)器，其特征在于，所述i型ingaas吸收層包括固定組分的inaga1-aas材料，其中，0.52≤a≤1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ingaas探測(cè)器，其特征在于，所述i型ingaas吸收層為高in組分inaga1-aas材料，其中，0.8≤a≤1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的ingaas探測(cè)器，其特征在于，所述n型inzal1-zas緩沖層包括與所述i型ingaas吸收層晶格匹配的固定組分的inzal1-zas材料，摻雜濃度為1×1017cm-3～5×1018cm-3，其中，0.52≤z≤1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的ingaas探測(cè)器，其特征在于，所述inyal1-yas組分過(guò)沖層為n型inyal1-yas組分過(guò)沖層，厚度≥...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王紅真，陳海昌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州信越半導(dǎo)體有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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