[發明專利]一種提高銦鎵砷紅外探測器響應率的方法及相應探測器

有效

• 申請號: 201410525599.0
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104332527A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 王曉東;王兵兵;潘鳴;侯麗偉;謝巍;臧元章;周德亮;俞旭輝;鄒鍶;劉素芳;關冉;魯斌;汪瑞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/101
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

1.一種提高銦鎵砷紅外探測器響應率的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)構建InP/InGaAs/InP紅外探測器件的結構模型；

2)通過數值模擬構建紅外探測器件的物理模型；

3)模擬中短波紅外輻射從背面垂直照射到器件上，將吸收層厚度設為變量，繪制響應率隨吸收層厚度變化的曲線，定義響應率取最大值時的吸收層厚度為最佳吸收層厚度；

4)固定空穴壽命及其遷移率，改變入射波長，重復步驟3)，分別得到不同入射波長對應的器件響應率隨吸收層厚度變化的一系列曲線；

5)固定入射波長，改變空穴壽命及其遷移率，重復步驟3)，分別得到不同空穴壽命及其遷移率對應的器件響應率隨吸收層厚度變化的一系列曲線；

6)根據步驟4)中被固定的空穴壽命及其遷移率，計算相應的空穴擴散長度之值V_LD，然后在步驟4)所得的一系列曲線中，提取當空穴擴散長度固定為V_LD時的最佳吸收層厚度T^*_abs與入射波長的關系，進而得到T^*_abs隨吸收長度L_a變化的曲線，通過擬合該曲線得到公式T^*_abs(L_a)；

7)在步驟5)所得的一系列曲線中，提取當入射波長固定為V_λ時的最佳吸收層厚度T⁺_abs與空穴壽命及其遷移率的關系，進而得到T⁺_abs與空穴擴散長度L_dh的關系；

8)將步驟7)中所得的T⁺_abs在L_dh＝V_LD點做整體歸一化處理后定義為乘法因子M_F，然后通過擬合M_F隨空穴擴散長度L_dh變化的曲線得到公式M_F(L_dh)；

9)將步驟6)中所得公式T^*_abs(L_a)與步驟8)中所得公式M_F(L_dh)相乘，得到最佳吸收層厚度的經驗公式：

Tabs(La,Ldh)=(0.762+1.354Ldh)exp(-0.5682-0.0332La-0.4088);]]>

10)制備測試樣品，在InP半絕緣襯底上依次生長N型的InP緩沖層和I型的InGaAs吸收層，并測試樣品吸收層的吸收長度L_a及空穴擴散長度L_dh；

11)根據步驟9)中所得的經驗公式T_abs(L_a,L_dh)及步驟10)中所測的L_a與L_dh之值，計算得到樣品材料的最佳吸收層厚度；

12)采用與步驟10)中測試樣品相同的工藝條件在InP半絕緣襯底上依次生長N型的InP緩沖層、I型的InGaAs吸收層和P型的InP帽層，其中吸收層的厚度設計為步驟11)中所得的最佳吸收層厚度，然后經過刻蝕、鈍化、開孔及電極制作等工藝完成器件制作。