[發明專利]GaAs基InAs/GaSb超晶格近紅外光電探測器及其制作方法

無效

• 申請號: 200810106276.2
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101576413A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 湯寶;周志強;郝瑞亭;任正偉;徐應強;牛智川
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

1.一種GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器，其特征在于，該紅外光電探測器由自下而上的GaAs襯底、GaAs緩沖層、AlSb成核層、GaSb下緩沖層、AlSb/GaSb超晶格層、GaSb上緩沖層、InAs/GaSb超晶格層、GaSb蓋層和鈦金合金電極構成，其中所述AlSb成核層的厚度為5nm。

2.根據權利要求1所述的GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器，其特征在于，所述GaAs緩沖層的厚度為200nm至500nm，所述GaSb下緩沖層的厚度為500至1000nm，所述GaSb上緩沖層的厚度為500至1000nm，所述GaSb蓋層的厚度為20至200nm，所述鈦金合金電極的厚度為200nm。

3.根據權利要求1所述的GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器，其特征在于，所述AlSb/GaSb超晶格層是由交替生長的20至40個周期的AlSb勢壘層/GaSb勢阱層構成，其中每層AlSb的厚度為5nm，GaSb的厚度為5nm。

4.根據權利要求1所述的GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器，其特征在于，所述InAs/GaSb超晶格層是由交替生長的不少于300個周期或厚度為1微米的InAs層/GaSb層構成，其中每層GaSb的厚度為2.4nm，每層InAs厚度由探測波長決定。

5.根據權利要求1所述的GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器，其特征在于，所述InAs/GaSb超晶格層生長過程中，每周期快門的開關順序依次為：開Sb、開In、同時開In和As、開As、開Sb、同時開Ga和Sb。

6.一種制作GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器的方法，其特征在于，該方法包括：

將GaAs襯底放在分子束外延設備樣品架上，脫氧，然后將襯底升溫，在As保護下除氣；

生長GaAs緩沖層；

降低襯底溫度，依次生長厚度為5nm的AlSb成核層、GaSb下緩沖層、AlSb/GaSb超晶格層和GaSb上緩沖層；

降低襯底溫度，依次生長InAs/GaSb超晶格層和GaSb蓋層；

制備好的外延片采用標準光刻技術及酒石酸溶液刻蝕，然后濺射鈦金合金制作電極從而制作成探測器。

7.根據權利要求6所述的制作GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器的方法，其特征在于，所述將GaAs襯底放在分子束外延設備樣品架上，脫氧，然后將襯底升溫，在As保護下除氣的步驟具體包括：

將半絕緣GaAs襯底放在分子束外延設備樣品架上，在580℃脫氧，然后將襯底升至630℃在As保護下除氣3分鐘。

8.根據權利要求6所述的制作GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器的方法，其特征在于，所述生長GaAs緩沖層的步驟是在580℃溫度下進行。

9.根據權利要求6所述的制作GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器的方法，其特征在于，所述降低襯底溫度，依次生長AlSb成核層、GaSb下緩沖層、AlSb/GaSb超晶格層和GaSb上緩沖層的步驟，是將襯底溫度降至500℃。

10.根據權利要求6所述的制作GaAs基InAs/GaSb超晶格1至3微米波段紅外光電探測器的方法，其特征在于，所述降低襯底溫度，依次生長InAs/GaSb超晶格層和GaSb蓋層的步驟，是將襯底溫度降至380至420℃。