波长延伸(1.7～2.7μm)InGaAs高速光电探测器的研制

采用气态源分子束外延方法和化合物半导体工艺研制了波长延伸的InGaAs探测器,其室温下的截止波长已由1.7μm拓展至2.7μm。对此探测器系列的特性进行了细致的测量表征,结果表明此类探测器十分适合在室温条件下工作,且在热电制冷温度下其性能可大为改观。瞬态特性测量结果表明此探测器系列可在高速下工作,实测响应速度已达数十ps量级,可以满足此波段激光雷达等方面的需要。     

气态源分子束外延InP和InAs基Ⅲ—Ⅴ族化合物材料

本文简要报告我们气态源分子束外延实验结果。     

气态源分子束外延（AlGa）InP和GaInP／AlInP多量子阱材料

我们用国产第一台化学束外延（ＣＢＥ）系统，采用气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）技术研制了与ＧａＡｓ匹配的，性能良好的（ＡｌＧａ）ＩｎＰ材料和ＧａｌｎＰ／ＡｌＩｎＰ多量子阱材料．对这些材料进行了霍耳，光致发光（ＰＬ），阴极荧光（ＣＬ）以及Ｘ射线双晶衍射（ＸＲＤ）等测量分析．     

短波红外InGaAs／InP光伏探测器系列的研制

采用气态源分子束外延方法及应用有源区同质结构及较薄的组分渐变InxGa1-xAs缓冲层,研制了波长扩展的InGaAs/InP光伏探测器系列,其室温下的截止波长分别约为1.9μm,2.2μm.和2.5μm.对此探测器系列在较宽温度范围内的性能进行了细致表征,结果表明在室温下其R0A乘积分别为765,10.3和12.7Ωcm2,比室温降低100K时其暗电流和R0A可改善约3个量级.瞬态特性测量表明此探测器系列适合高速工作,实测响应速度已达数十ps量级.     

InGaAs/InP光伏探测器阵列钝化工艺及均匀性研究

通过对气态源分子束外延结合常规器件工艺研制的晶格匹配InGaAs/InP光伏型探测器阵列光响应和暗电流特性的表征和比较,研究了聚酰亚胺和氮化硅两种钝化工艺对阵列器件性能和均匀性的影响,并对两种不同钝化膜阵列器件后续封装的可靠性进行了比较和分析.实验结果表明,气态源分子束外延材料具有良好的均匀性;氮化硅钝化器件总体性能上优于聚酰亚胺钝化器件.引线封装实验显示,SiN钝化膜有较好的抗冲击和热稳定性,具有更好的工艺相容性.     

蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片,室温下样片迁移率达10 289 cm2/（Vs）。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后,天线S11参数为-40 dB,电压驻波比（VSWR）为1.15,增益可达6 dB,并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试,测试结果表明,室温下器件噪声等效功率（NEP）为40 nW/Hz1/2,探测响应度46 V/W,器件响应时间优于330 s。     

带有阶梯缓变集电区的InP/InGaAs/InP DHBT材料研究

设计并生长了一种新的InP/InGaAs/InP DHBT结构材料,采用在基区和集电区之间插入两层不同禁带宽度的InGaAsP四元系材料的阶梯缓变集电结结构,以解决InP/InGaAs/InP DHBT集电结导带尖峰的电子阻挡效应问题。采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,通过优化生长条件,获得了高质量的InP、InGaAs以及与InP晶格相匹配的不同禁带宽度的InGaAsP外延材料。在此基础上,成功地生长出带有阶梯缓变集电区结构的InP基DHBT结构材料。     

分子束外延InAlSb红外探测器光电性能的温度效应

采用分子束外延生长方法在InSb （100）衬底上生长p+-p+-n-n+势垒型结构的In1-xAlxSb外延层。运用X射线衍射对材料的晶体质量及Al组分进行测试和表征,InAlSb外延层的半峰宽为0.05,表明外延材料的单晶性能良好,并通过布拉格方程和维戈定律计算出Al组分为2.5%。然后将外延材料制备成多元红外探测并测得77~210 K下的光谱响应曲线,实验发现探测器的截止波长从77 K时的4.48 m增加至210 K时的4.95 m。通过数据拟合得出In0.975Al0.025Sb禁带宽度的Varshni关系式以及其参数Eg（0）、和的值分别为0.238 6 eV,2.8710-4 eV/K,166.9 K。经I-V测试发现,在110 K,-0.1 V偏压下,器件的暗电流密度低至1.0910-5 A/cm-2,阻抗为1.40104 cm2,相当于77 K下InSb探测器的性能。同时分析了温度对器件不同类型的暗电流的影响程度,并得到器件的扩散电流与产生-复合电流的转变温度约为120 K。     

中红外半导体光源和探测器件及其应用

中红外波段(2～25 μm)的光电子器件在气体检测、红外遥感和红外对抗等领域都有重要应用.介绍了笔者近年来在中红外波段的半导体光源和光电探测器方面的工作进展,包括InP基量子级联激光器、2μm波段锑化物量子阱激光器和波长扩展InGaAs光伏型探测器的研制以及器件应用方面的工作.这些光电子器件所用高性能材料都是笔者采用分...     

InP基单光子探测器的发展和应用

InP/InGaAs单光子探测器经过近40年的发展,其主要性能指标探测效率达到了60％,暗计数率在20 kHz以内(-20℃温度下),时间抖动、后脉冲以及光子计数率也在进一步提高,目前已经获得百ps以内的时间抖动,后脉冲概率1％～5％,光子计数率达到GHz.进一步的性能提升需要考虑具有更小离化系数比和过剩噪声的材料系统...     

320×256锗基中波碲镉汞红外焦平面探测器研究

报道了分子束外延锗基中波碲镉汞薄膜材料以及320×256锗基中波碲镉汞红外焦平面探测器研究的初步结果。利用分子束外延技术基于3英寸锗衬底生长的中波碲镉汞薄膜材料,平均宏观缺陷密度低于200 cm-2,平均半峰宽优于90 arcsec,平均腐蚀坑密度低于2.9×106 cm-2;采用标准的二代平面工艺制备的320×256锗基中波碲镉汞红外焦平面探测器,平均峰值探测率达到3.8×1011 cm?Hz1/2W-1,平均等效噪音温差优于17.3 mK,非均匀性优于6.5%,有效像元率高于99.7%。     

半导体所制成高温连续激射2微米波段锑化物量子阱激光器

近日,中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室与超晶格国家重点实验室分子束外延（MBE）课题组合作,采用分子束外延技术生长的InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器.     

GSMBE生长的非均匀多纵模量子点激光器

报道了InAs/GaAs量子点激光器GSMBE生长,激光器器件有源区包含了层叠的5层InAs量子点微结构.AFM显微图像显示相同生长条件下的未覆盖表层量子点样品呈现出不均匀的多模尺寸分布.制作了脊条宽为6 μm,腔长为1.5 min的未镀膜激光器器件,器件室温连续工作的最大输出功率达到51.1 mW (单面),最高工作温度70℃.激光光谱包含一系列非均匀的多纵模簇,且随着电流的增加,纵模簇个数也增加.经分析认为,光谱的这一不同于常规半导体激光器的性质是由量子点的非均匀性以及量子点之间互不关联性导致的,是多个互相无关联的不同特性激光的集体行为.     

半导体所制成高温连续激射2μm波段锑化物量子阱激光器

据www.cas.cn网站报道,近日,中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室与超晶格国家重点实验室分子束外延(MBE)课题组合作,采用分子束外延技术生长制成InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器,实现了高工作温度(T=80℃)下连续激射(激射波长为2μm,出光功率为63.7 mW),达到了国内领先水平。中红外2～3.5μm波段激光器在气体检测、环境监测、激光制导、红外对抗和激光雷达等诸多领域有着十分广泛而又重要的应用。与其它中红外波段传统半导体材料体系相比,窄带隙InGaAsSb锑化物材料与衬底晶格匹配,其禁带宽度可以覆盖1.7～4.4μm波段。锑化物光电器件的独特优势日益受到广泛重视,已经成为目前的国际前沿和热点研     

一种柔性自供电Ga2O3基日盲光电探测器的设计及性能研究北大核心CSCD

近年来,氧化镓(Ga2O3)日盲光电探测器因其高灵敏度和低虚警率及广泛的应用前景,受到了科学家们的高度关注.为了满足现代社会对低损耗、环保、高集成、轻便和柔性器件的需求,可自供电的柔性器件备受关注.然而,到目前为止,Ga2O3基柔性自供电光电探测器鲜有报道.本文通过原位生长技术在耐高温的柔性衬底玻璃纤维布上生长了β-Ga2O3纳米线,并构筑Ag/β-Ga2O3肖特基结.在肖特基结的作用下,光生载流子可在无外加偏压下分离和传输,并展现出超低的暗电流(0.2 pA)、高光暗比(～500)、快响应时间(0.46/0.41 s)和高探测率(6.8×109 Jones).该探测器也表现出良好的机械性能.结果表明,Ag/β-Ga2O3肖特基结探测器在深紫外探测器领域具有广阔的应用前景,为柔性自供电探测技术的发展提供了新的思路.