[發明專利]一種具有強制p型表面態的InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器

有效

• 申請號: 201910039087.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109801993B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 詹健龍;宋禹析
• 申請（專利權）人: 浙江焜騰紅外科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/109
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 丁鵬

本發明公開了一種具有強制p型表面態的InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器，所述光探測器的吸收區為p型，所述二類超晶格光探測器的吸收區包括有InAs層和GaSb層，所述GaSb層中凝入有Bi元素，Bi元素將吸收區的能帶結構中超晶格價帶頂抬升至距離表面態小于3kBT，或者高于表面態。本發明的有益效果是：本發明通過在傳統的InAs/GaSb二類超晶格光探測器吸收區的GaSb層中凝入一定量的Bi元素，通過Bi元素使得吸收區中超晶格價帶抬升至高于吸收區的表面態，從而使得表面態轉變成與吸收區同型的p型，消除表面SRH暗電流，提高探測器的性能。

技術領域

本發明屬于二類超晶格光探測器技術領域，具體涉及一種具有強制p型表面態的InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器。

背景技術

表面態是固體自由表面或固體間接口附近局部性的電子能態。由于固體表面原子結構不同于體內原子結構，使得表面能級既不同于固體體能帶，也不同于孤立原子能級。半導體表面態通常位于基本禁帶中或禁帶邊緣附近。當前InAs/GaSb光探測器表面態的費米能級均位于禁帶中。常見探測器中的吸收區多為弱p型，這樣少數載流子是電子，具有比空穴高很多的遷移率。p型吸收區與上述表面態會形成大量的SRH復合中心，從而導致大表面暗電流，限制探測器的性能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種具有強制p型表面態的InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器，所述光探測器的吸收區為p型，所述二類超晶格光探測器的吸收區包括有InAs層和GaSb層，所述GaSb層中凝入有Bi元素，Bi元素將吸收區的能帶結構中超晶格價帶頂抬升至距離表面態小于3kBT，或者高于表面態。

GaSb層中Bi元素的含量小于15％。

本發明的有益效果是：本發明通過在傳統的InAs/GaSb二類超晶格光探測器吸收區的GaSb層中凝入一定量的Bi元素，通過Bi元素使得吸收區中超晶格價帶抬升至高于吸收區的表面態，從而使得表面態轉變成與吸收區同型的p型，消除表面SRH暗電流，提高探測器的性能。

附圖說明

圖1是本發明InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器的能帶結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種具有強制p型表面態的InAs/GaSb(Bi)二類超晶格光探測器，所述光探測器的吸收區為p型，所述二類超晶格光探測器的吸收區包括有InAs層和GaSb層，所述GaSb層中凝入有Bi元素，Bi元素將吸收區的能帶結構中超晶格價帶頂抬升至距離表面態小于3kBT，或者高于表面態。

GaSb層中Bi元素的含量小于15％。具體結構可以是7ML InAs/10ML GaSb_0.94Bi_0.06(ML，原子層)，其吸收區能帶結構中超晶格價帶抬升狀態如圖1所示。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例，應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化，因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。