[發明專利]一種nBn型InAlSb紅外探測器材料及其制備方法，紅外探測器

在審

• 申請號: 201710160879.X
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN108630769A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李墨;張利學;呂衍秋;曹先存;何英杰;姚官生
• 申請（專利權）人: 中國空空導彈研究院
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/105
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發明涉及一種nBn型InAlSb紅外探測器材料及其制備方法，紅外探測器。該材料包括由下到上依次設置的吸收層、勢壘層及電極接觸層，吸收層為n型輕摻雜的In_1?xAl_xSb，勢壘層為n型非故意摻雜的In_1?yAl_ySb，電極接觸層為n型重摻雜的In_1?xAl_xSb。本發明的紅外探測器材料，Al元素的加入能夠加寬InSb的能帶寬度，減小熱激發導致的產生?復合電流以及帶間隧道電流；接觸層與吸收層之間的加入寬禁帶、Al組分呈梯度分布的InAlSb勢壘層能夠有效阻止吸收層中的G?R電流和隧道電流輸運到接觸電極；該材料可以有效降低紅外器件內部的暗電流，提高工作溫度和檢測靈敏度。

技術領域

本發明涉及紅外探測領域的器件結構設計領域，具體涉及一種nBn型InAlSb紅外探測器材料及其制備方法，紅外探測器。

背景技術

紅外光是電磁譜的重要組成部分，以其在短波、中波、長波等波段對目標特性獨特的反映能力被廣泛地應用于軍事領域中，例如單兵作戰、精確制導、紅外預警、衛星測繪等。目前高性能軍用紅外探測器，均采用低溫制冷的方式降低器件的噪聲，以提高紅外探測器的信噪比。然而，苛刻的工作環境使得紅外探測器組件整體的功耗高、體積大、成本高、可靠性低，給機載、星載、彈載紅外探測器的實際應用帶來不便。

以現代航空領域的目標探測和紅外制導為例，隨著飛行器雷達隱身技術、紅外干擾技術、超高速武器精確制導技術的發展，要求未來機載紅外探測器組件必須同時具備：一、更高的紅外探測性能，即高速響應、高探測率、高分辨率以及多波段識別能力，以應對超高速飛行器的飛行速度、低溫目標或遠距離小目標的成像、紅外干擾和復雜的戰場光電環境等；二、更低的成本、更小的體積、更輕的重量和更低的功耗(即Low SwaP-C技術準則)，以適應中小裝備平臺的應用要求，拓寬紅外探測器的應用范圍。

授權公告號為CN103208565B的專利公開了一種雙色紅外探測器材料及其制備方法，該材料是在在外延級InSb襯底上依次進行InAlSb的下電極層、吸收層、勢壘層、中電極層、吸收層、上電極層的生長。該器件屬于pin結構，耗盡層中的G-R電流和隧道電流造成器件內部的暗電流較大，工作溫度和探測靈敏度有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種內部暗電流小的nBn型InAlSb紅外探測器材料。

本發明的第二個目的在于提供上述nBn型InAlSb紅外探測器材料的制備方法。

本發明的第三個目的在于提供采用上述nBn型InAlSb紅外探測器材料制備的紅外探測器。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種nBn型InAlSb紅外探測器材料，包括由下到上依次設置的吸收層、勢壘層及電極接觸層，其中，吸收層為n型輕摻雜的In_1-xAl_xSb，摻雜濃度小于2×10¹⁶cm^-3；電極接觸層為n型重摻雜的In_1-xAl_xSb，摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁸cm^-3；In_1-xAl_xSb中，0<x<0.05；

勢壘層為n型非故意摻雜的In_1-yAl_ySb，0.08<y<0.4，在由吸收層向電極接觸層的方向上，勢壘層中Al的含量逐漸增加。