[發明專利]一種指數摻雜反射式GaAs光電陰極及其制備方法

無效

• 申請號: 201310211048.2
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103295855A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 張益軍;常本康;趙靜;陳鑫龍;錢蕓生;任玲;徐源;郝廣輝;金睦淳;魚曉華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01J1/34
• 分類號: H01J1/34;H01J9/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種指數摻雜反射式GaAs光電陰極，其特征在于：所述GaAs光電陰極自下而上由高質量的n型GaAs襯底（1）、p型GaAs過渡層（2）、p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）、p型指數摻雜的GaAs發射層（4）以及Cs/O激活層（5）組成。

2.根據權利要求1所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極，其特征在于：所述p型GaAs過渡層（2）的厚度為50～100nm，采用均勻摻雜，摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3。

3.根據權利要求1所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極，其特征在于：所述p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）的厚度為500～1000nm，x取值范圍為0.5～0.8，采用均勻摻雜，摻雜濃度范圍為5×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3。

4.根據權利要求1所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極，其特征在于：所述p型指數摻雜的GaAs發射層（4）為n個單元分層結構，其中n≥3，總厚度為1000～3000nm，所述靠近p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）的單元分層為后界面處單元分層，摻雜濃度為1.0×10¹⁹cm^-3，靠近Cs/O激活層（5）的單元分層為發射表面處單元分層，摻雜濃度為1.0×10¹⁸cm^-3，從后界面處單元分層到發射表面處單元分層各單元分層厚度依次增加，摻雜濃度按內建電場減小型指數摻雜公式分布。

5.一種指數摻雜反射式GaAs光電陰極的制備方法，其特征在于，制備方法如下：

第一步，在n型GaAs襯底（1）表面上依次生長p型GaAs過渡層（2）、p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）；

第二步，然后在p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）表面上依次生長單元層分布的p型指數摻雜的GaAs發射層（4）；

第三步，將p型指數摻雜的GaAs發射層（4）經過化學清洗去除表面油脂，再送入超高真空系統中進行加熱凈化，使p型指數摻雜的GaAs發射層（4）表面達到原子級潔凈程度；

第四步，通過超高真空激活工藝使在p型指數摻雜的GaAs發射層（4）表面吸附Cs/O激活層（5），最終制備出具有負電子親和勢的近紅外響應增強的指數摻雜反射式GaAs光電陰極。

6.根據權利要求5所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極的制備方法，其特征在于，所述p型GaAs過渡層（2）的厚度為50～100nm，采用均勻摻雜，摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3；所述p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）的厚度為500～1000nm，x取值范圍為0.5～0.8，采用均勻摻雜，摻雜濃度范圍為5×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3。

7.根據權利要求5所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極的制備方法，其特征在于：所述p型指數摻雜的GaAs發射層（4）為n個單元分層結構，其中n≥3，總厚度為1000～3000nm，所述靠近p型Ga_1-xAl_xAs緩沖層（3）的單元分層為后界面處單元分層，摻雜濃度為1.0×10¹⁹cm^-3，靠近Cs/O激活層（5）的單元分層為發射表面處單元分層，摻雜濃度為1.0×10¹⁸cm^-3，從后界面處單元分層到發射表面處單元分層各單元分層厚度依次增加，摻雜濃度按內建電場減小型指數摻雜公式分布。

8.根據權利要求5～7所述的指數摻雜反射式GaAs光電陰極的制備方法，其特征在于：生長技術選用MOCVD生長工藝或者MBE生長工藝，摻雜技術選用Zn或Be作為p型摻雜元素。