第26卷第10期2005年10月半導體學報OF。26No。10Oct。,20053國家高技術研究發展計劃捐助項目(批準號:)收到ν2005中國電子學會128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱短波紅外焦平面陣列3蘇艷梅1種明1張艷冰2胡小燕2孫永偉1趙偉3陳良惠1(1中國科大學半導體研究所納米光電子實驗室,廣州)(2中國電子科技集團第十一研究所(華東光電所),廣州)(3中科光電有限公司,廣州)摘要:研發了128×160元GaAs/多量子阱紅外焦平面陣列,它是目前國外報導的最大像元數的量子阱紅外焦平面陣列。77K時,元件的平均宋體響應率Rv=2181×107V/W,平均峰值偵測率D3Hz1/2,峰值波長λp=811μm,元件的盲元率為1122%。
λ=1128×?W-1?關鍵詞:紅外偵測器;量子阱;焦平面陣列PACC:0762;7240中圖分類號:TN215文獻標示碼:A文章編號:(2005)序言紅外偵測技術在通信、氣象、地球資源偵測、工業探傷、醫學等民用部門有廣泛的應用,同時還在戰略預警、戰術報案、夜視、制導等軍事方面有重要應用。是目前應用比較廣泛的材料量子通訊陣列,通過調整組分可以改變其響應波長。目前紅外偵測器早已被成功地應用到氣象勘察、夜視、預警偵測等各個方面。并且紅外偵測器的研究也遇見了一些困難,比如材料制備困難、成本高、均勻性差等。近些年來,人們對Ⅲ2Ⅴ族材料制成的量子阱紅外偵測器進行了深入的研究[1～4]。Ⅲ2Ⅴ族材料生長及元件制做工藝已非常成熟,材料的均勻性好,成本較低,材料組分容易控制,這為基于Ⅲ2Ⅴ族材料的大面陣量子阱紅外偵測器提供了技術基礎。自上世紀80年代以來,量子阱紅外偵測器的研究取得了很大的進展。2003年,報導了640×512元的三色量子阱紅外焦平面陣列[5]。
2005年,英國的等人又成功地研發了1024×1024元的短波和中波量子阱紅外焦平面陣列[6]。國外方面,中科院武漢技術化學所已報導了她們研發的128×1元的GaAs/AlGaAs多量子阱掃描型紅外焦平面[7]以及64×64元的GaAs/AlGaAs短波紅外焦平面[8]。本文報導在國外率先研發的128×160元GaAs/量子阱紅外焦平面陣列。在77K時,元件的平均宋體響應率Rv=2181×107V/W,平均峰值偵測率D3λ=1128×?W-1?Hz1/2,峰值波長λp=811μm,元件盲元率為1122%。2元件的材料生長結構在半絕緣的GaAs(100)襯底上生長110μm的下接觸層。之后生長50個周期的GaAs/Al0。3Ga0。72As多量子阱,其中阱寬為415nm,壘寬為50nm。為了提供迸發躍遷的光電子量子通訊陣列,阱區進行n型參雜。阱中的Si參雜含量為5×-3。最后生長017μm的上接觸層,上下接觸層的參雜含量均為1×-3。3128×160元面陣的制做在上接觸層上用光刻和濕法蝕刻的方式制備二維光柵,光柵周期為3μm。之后在上接觸層處真空