[發(fā)明專利]寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/AlxGa1-xAs量子阱紅外探測器及其制備方法與應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310494669.6
• 申請日: 2013-10-19
• 公開（公告）號: CN103500766A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 連潔;趙明琳;張福軍;孫兆宗;王曉;高尚;張文賦;胡娟娟;夏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/0304;H01L31/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，該紅外探測器包括由下而上順次設(shè)置的GaAs襯底、GaAs底接觸層，所述的GaAs底接觸層包括凸起的臺形結(jié)構(gòu)，在所述臺形結(jié)構(gòu)上順次設(shè)置有多量子阱層MQW、GaAs頂接觸層和上電極，在所述所述的GaAs底接觸層上還設(shè)置有下電極；所述的多量子阱層MQW為周期交替生長的Al_xGa_1-xAs層和GaAs層；

所述量子阱層MQW的交替生長周期為40-60，其中GaAs層厚度為4.7nm，Si摻雜濃度為0.6-1*10^18cm^-3；Al_xGa_1-xAs層厚度為21nm，不摻雜，勢壘高度由Al_xGa_1-xAs中的Al組分x決定，x的取值為0.29-0.31；

所述的GaAs底接觸層的Si摻雜濃度為0.5-2*10^18cm^-3,厚度為1μm；

其中所述的GaAs頂接觸層的Si摻雜濃度為0.5-2*10^18cm^-3,厚度為0.5μm。

2.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，所述量子阱層MQW的交替生長周期為50。

3.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，所述量子阱層MQW中GaAs層的Si摻雜濃度為7*10^17cm^-3。

4.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，所述Al_xGa_1-xAs層中的Al組分x，x的取值為0.29。

5.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，所述的GaAs底接觸層的Si摻雜濃度為1*10^18cm^-3。

6.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，其特征在于，其中所述的GaAs頂接觸層的Si的摻雜濃度為1*10^18cm^-3。

7.如權(quán)利要求1所述寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器的制備方法，包括步驟如下：

（1）在所述GaAs襯底上利用分子束外延方法依次制備生長出GaAs底接觸層、GaAs/Al_xGa_1-xAs?MQW多量子阱層

（2）在所述MQW多量子阱層上制備GaAs頂接觸層；

（3）利用現(xiàn)有的刻蝕技術(shù)在上述制備的晶片上刻蝕到GaAs底接觸層表面，形成臺面結(jié)構(gòu)；

（4）采用蒸鍍方法，分別在GaAs頂接觸層上制備上電極，在GaAs底接觸層表面上制備下電極，并引出導線。

8.如權(quán)利要求7所述的寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述臺面結(jié)構(gòu)的表面積為200*200μm。

9.如權(quán)利要求1所述一種寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器，在8-14μm長波段的寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器的應(yīng)用：

所述寬頻帶長波響應(yīng)的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱紅外探測器對紅外輻射的探測是基于導帶內(nèi)子帶間的光躍遷；當有外界紅外輻射式，量子阱內(nèi)子帶間產(chǎn)生共振吸收，電子被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，激發(fā)的電子隧穿出勢壘形成熱電子，引起材料電導變化，垂直于量子阱加偏壓后則收集到紅外輻射引起的熱電流從而探測到外界的信息。