利用分子束外延生长高质量应变平衡InAs/InAsSb Ⅱ类超晶格

利用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb（无Ga）Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成,每个周期分别是3.8 nm厚的InAs层和1.4 nm厚的InAs_0.66Sb_0.34层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨率x射线衍射（HRXRD）、原子力显微镜（AFM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对外延的超晶格进行了表征和分析。结果表明,优化后的样品几乎为零晶格失配,超晶格0级峰半峰宽为39.3 arcsec,表面均方根粗糙度在10 μm×10 μm范围内达到1.72 ?。红外吸收光谱显示50%的截止波长为4.28 μm,PL谱显示InAs/InAs_0.66Sb_0.34超晶格4.58 μm处有清晰锐利的发光峰。这些结果表明,外延生长的InAs/InAsSb超晶格稳定性和重复性良好,值得进一步的研究。     

InAs/InAsSb超晶格红外中/中波双色焦平面探测器研制

超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。双波段红外探测器能够通过对比两个波段内的光谱信息差异,对复杂的背景进行抑制,提高探测效果,在需求中尤为重要。本文开展了InAs/InAsSb超晶格中/中双色焦平面探测器设计及制备技术研究,从器件设计、材料外延、芯片加工等方面展开研究,制备了中心距30 μm的320×256 InAs/InAsSb二类超晶格中/中波双色焦平面探测器。器件短中波峰值探测率达到7.2×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,中波峰值探测率为6.7×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,短中波有效像元率为99.51%,中波为99.13%,获得了高质量的成像效果,实现中中双色探测。     

InAs/GaSb超晶格中波焦平面材料的分子束外延技术

报道了InAs/GaSb超晶格中波材料的分子束外廷生长技术研究.通过改变GaSb衬底上分子束外延InAs/GaSb超晶格材料的衬底温度,以及界面的优化等,改善超晶格材料的表面形貌和晶格失配,获得了晶格失配△a/a=1.5×10-4,原子级平整表面的InAs/GaSb超晶格材料,材料77 K截止波长为4.87 μm.     

基于InAs/GaSb超晶格的中波段红外焦平面材料生长与器件制备

本文展示了基于InAs/GaSb二类超晶格材料的中红外焦平面器件制备研究。探测器材料由400周期的结构为8ML InAs /8ML GaSb 的超晶格构成。超晶格材料通过分子束外延技术在N 型GaSb(100)衬底上生长。超晶格层与GaSb衬底层的失配被降低到148.9ppm,通过高分辨X射线衍射分析得到超晶格层的1级衍射峰半缝宽达到28arcsec.。单元探测器和128×128像元红外焦平面通过柠檬酸系腐蚀配方制备完成。通过I-V测试分析表明器件工艺中的化学和物理钝化能够有效降低器件的表面漏电流。最终单元探测器件在77K温度下50%截止波长为4.73微米,R₀A 达到 10³Ωcm²量级。最后我们对焦平面器件进行了成像实验,测试条件为积分时间0.5ms,光圈F/2.0,器件黑体平均探测率达到2.01 × 10⁹cmHz^1/2W^-1.。     

InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器湿法腐蚀研究

开展了InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器的湿法腐蚀工艺研究.选择的腐蚀液由柠檬酸、磷酸和过氧化氢组成,先后在InAs、GaSb体材料和InAs/Ga（As）Sb II类超晶格上进行了湿法腐蚀实验,分别获得了其最佳的腐蚀液组分及配比.使用优化的磷酸系腐蚀液对InAs/Ga（As）Sb II类超晶格进行腐蚀,获得的腐蚀表面粗糙度仅为1 nm.然后使用改进的工艺制备了50 ％截止波长为12 μm的超晶格长波单元器件,实验结果表明磷酸系腐蚀液可以获得低暗电流密度的InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器.另外,在81 K下,该探测器的表面电阻率（ρ_Surface）为4.4 × 10³ Ωcm.     

2～5μm InAs/GaSb超晶格红外探测器

采用分子束外延方法在GaSb和GaAs衬底上生长了不同周期厚度的InAs/GaSb高质量Ⅱ型能带结构超晶格红外探测器,其探测波长覆盖2～5 μm红外波段.采用高分辨透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射测试、室温与低温光电流响应谱及室温与低温光荧光谱等多种测试手段检验了分子束外延生长在不同衬底上的超晶格材料质量与光学...     

The growth of InAsSb/InAsP strained-layer superlattices for use in infrared emitters

We describe the metalorganic chemical vapor deposition of InAsSb/InAsP strained-layer superlattice (SLS) active regions for use in mid-infrared emitters. These SLSs were grown at 500°C, and 200 Torr in a horizontal quartz reactor using TMIn, TESb, AsH₃, and PH₃. By changing the layer thickness and composition, we have prepared structures with low temperature (≤20K) photoluminescence wavelengths ranging from 3.2 to 4.4 μm. Excellent performance was observed for a SLS light emitting diode (LED) and both optically pumped and electrically injected SLS lasers. An optically pumped, double heterostructure laser emitted at 3.86 μm with a maximum operating temperature of 240K and a characteristic temperature of 33K. We have also made electrically injected lasers and LEDs utilizing a GaAsSb/InAs semi-metal injection scheme. The semi-metal injected, broadband LED emitted at 4 μm with 80 μW of power at 300K and 200 mA average current. The InAsSb/InAsP SLS injection laser emitted at 3.6 μm at 120K.     

利用分子束外延生长高质量应变平衡InAs/InAsSbⅡ类超晶格（英文）

利用分子束外延技术在Ga Sb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb(无Ga)Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成,每个周期分别是3.8 nm厚的In As层和1.4 nm厚的InAs_(0.66)Sb_(0.34)层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨率x射线衍射(HRXRD)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对外延的超晶格进行了表征和分析。结果表明,优化后的样品几乎为零晶格失配,超晶格0级峰半峰宽为39.3 arcsec,表面均方根粗糙度在10μm×10μm范围内达到1.72?。红外吸收光谱显示50%的截止波长为4.28μm,PL谱显示InAs/InAs_(0.66)Sb_(0.34)超晶格4.58μm处有清晰锐利的发光峰。这些结果表明,外延生长的InAs/InAsSb超晶格稳定性和重复性良好,值得进一步的研究。     

2～3μmGaAs基InAs/GaSb超晶格材料

采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10 K光荧光谱峰值波长在2～2.6 μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.InAs/GaSb超晶格材料的成功生长是制备这类红外探测器件重要的第一步.     

InAsSb材料的LP-MOCVD生长

采用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)设备,在(100)面GaSb单晶衬底上生长了高质量的InAsSb材料.分析了InAs/GaSb超晶格红外材料在不同生长条件下的生长质量,对器件材料结构进行了表征,并进行了理论分析和优化生长.采用X射线双晶衍射原子力显微镜对其外延薄膜的单晶质量进行分析,得到外延层与衬底材料的晶格失配仅为-0.43％.通过调节过渡层材料来减小界面处的应变,提高材料的生长质量,利用光致发光谱对材料做了检测分析.给出了InAsSb材料的LP-MOCVD生长的参数分析和测量分析,为以后生长和分析InAsSb材料提供了很好的基础.