專利名稱：HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，主要是一種在GaSb襯底上生長HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外探測器。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以軍用為核心的紅外探測器逐漸發(fā)展起來，目前在戰(zhàn)略預(yù) 警、戰(zhàn)術(shù)報警、夜視、制導(dǎo)、通訊、氣象、地球資源探測、工業(yè)探傷、醫(yī)學(xué)、光譜、測溫、大氣監(jiān)測 等軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是目前最常用的硅摻雜探測器、InSb、QWIP、MCT等紅外探測器，都要求在低溫下 工作，需要專門的制冷設(shè)備，造價昂貴，因而應(yīng)用受到限制。而InAs/GaSb紅外探測器由于 其材料的特殊性，例如電子和空穴高的有效質(zhì)量可有效的減少遂穿電流，提高態(tài)密度；重 空穴帶和輕空穴帶較大的能量差能減小俄歇復(fù)合，提高載流子壽命等，是目前最有可能實(shí) 現(xiàn)室溫工作的第三代紅外探測器。與普通的pn、pin結(jié)構(gòu)的光電探測器相比，HPT結(jié)構(gòu)具有高內(nèi)增益的優(yōu)點(diǎn)，從而增 加了探測率礦。即使與同樣具有高內(nèi)增益的APD結(jié)構(gòu)相比，HPT還具有更低的工作電壓(僅 為幾伏)，更低的暗電流的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提出的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外探測器結(jié)同時具有HPT和InAs 超晶格的優(yōu)點(diǎn)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，具有高 內(nèi)增益、低暗電流，并且成本低廉。本發(fā)明提供一種HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，包括一 GaSb襯底，利用分子束外延方法在GaSb襯底上依次制備出GaSb緩沖層、GaSb 收集區(qū)、InAs/GaSb超晶格基區(qū)、AlGaAsSb基區(qū)、AlGaAsSb發(fā)射區(qū)以及GaSb蓋層；一上電極，采用濺射的方法制作在GaSb蓋層的表面，該上電極的中間開有一光的 入射口 ；一下電極，采用濺射的方法制作在GaSb襯底的下表面。其中所述的GaSb收集區(qū)為η摻雜，厚度為1. 5um。其中所述的所述的InAs/GaSb超晶格基區(qū)是由交替生長的不少于300個周期1微 米的InAs層/GaSb層組成；其中每層GaSb厚度為3nm，每層InAs厚度由探測波長決定。其中所述的AlGaAsSb基區(qū)為ρ摻雜，厚度為0. 3um。其中所述的AlGaAsSb發(fā)射區(qū)為η摻雜，厚度為0. 5um。其中上電極為鈦金合金材料。其中下電極為鈦金合金材料。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其 中圖1是HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器， 包括一 GaSb襯底1，利用分子束外延方法在GaSb襯底1上依次制備出GaSb緩沖層2、 GaSb收集區(qū)3、InAs/GaSb超晶格基區(qū)4、AlGaAsSb形成的基區(qū)5、AlGaAsSb發(fā)射區(qū)6以及 GaSb蓋層7 ；其中所述的GaSb收集區(qū)3為η摻雜，厚度為1. 5um ；其中所述的InAs/GaSb超晶格基區(qū)4是由交替生長的不少于300 個周期1微米的 InAs層/GaSb層組成；其中每層GaSb厚度為3nm，每層InAs厚度由探測波長決定。InAs/ GaSb超晶格基區(qū)4做為HPT結(jié)構(gòu)的光吸收區(qū)，其作用是把入射的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?InAs/GaSb超晶格基區(qū)4的厚度小于電子在其中的擴(kuò)散長度，因此光生載流子可以通過擴(kuò) 散進(jìn)入GaSb收集區(qū)3 ；其中所述的AlGaAsSb基區(qū)5為ρ摻雜，厚度為0. 3um ；AlGaAsSb基區(qū)5的導(dǎo)帶可 以作為勢壘層，可以大大減少擴(kuò)散進(jìn)入InAs/GaSb超晶格基區(qū)4的載流子；其中所述的AlGaAsSb發(fā)射區(qū)6為η摻雜，厚度為0. 5um ；一上電極8，采用濺射的方法制作在GaSb蓋層7的表面，該上電極8的中間開有一 光的入射口 10，該上電極8為鈦金合金材料；一下電極9，采用濺射的方法制作在GaSb襯底1的下表面，該下電極9為鈦金合金 材料。
權(quán)利要求
一種HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，包括一GaSb襯底，利用分子束外延方法在GaSb襯底上依次制備出GaSb緩沖層、GaSb收集區(qū)、InAs/GaSb超晶格基區(qū)、AlGaAsSb基區(qū)、AlGaAsSb發(fā)射區(qū)以及GaSb蓋層；一上電極，采用濺射的方法制作在GaSb蓋層的表面，該上電極的中間開有一光的入射口；一下電極，采用濺射的方法制作在GaSb襯底的下表面。
2.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中所述的 GaSb收集區(qū)為η摻雜，厚度為1. 5um。
3.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中所述的所 述的InAs/GaSb超晶格基區(qū)是由交替生長的不少于300個周期1微米的InAs層/GaSb層 組成；其中每層GaSb厚度為3nm，每層InAs厚度由探測波長決定。
4.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中所述的 AlGaAsSb基區(qū)為ρ摻雜，厚度為0. 3um。
5.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中所述的 AlGaAsSb發(fā)射區(qū)為η摻雜，厚度為0. 5um。
6.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中上電極為 鈦金合金材料。
7.如權(quán)利要求1所述的HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，其中下電極為 鈦金合金材料。
全文摘要
一種HPT結(jié)構(gòu)的InAs/GaSb超晶格紅外光電探測器，包括一GaSb襯底，利用分子束外延方法在GaSb襯底上依次制備出GaSb緩沖層、GaSb收集區(qū)、InAs/GaSb超晶格基區(qū)、AlGaAsSb基區(qū)、AlGaAsSb發(fā)射區(qū)以及GaSb蓋層；一上電極，采用濺射的方法制作在GaSb蓋層的表面，該上電極的中間開有一光的入射口；一下電極，采用濺射的方法制作在GaSb襯底的下表面。
文檔編號H01L31/11GK101814545SQ20101012302
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者任正偉, 張宇, 徐應(yīng)強(qiáng), 湯寶, 牛智川, 王國偉, 陳良惠 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所