研究目的
为展示采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的无铝单异质结高性能长波红外InAs/GaSb超晶格光电探测器，旨在降低暗电流并实现与分子束外延（MBE）生长探测器相当的性能。
研究成果
采用浅刻蚀的PNn结构有效抑制了暗电流分量，在77K温度下实现了高性能指标：暗电流密度为2.4×10?? A/cm2，量子效率达41.2%，比探测率为7.3×1011 cm·Hz1?2/W，与分子束外延生长的探测器相当。这证明了金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术用于长波红外探测器量产的可行性。
研究不足
该研究采用以空穴为少数载流子的n型吸收层，其寿命和扩散长度均短于电子，可能限制性能的进一步提升。未使用抗反射涂层，这可能会影响量子效率。生长过程在导电InAs衬底上进行，为测量载流子浓度需将其键合至半绝缘硅片上。
1：实验设计与方法选择：
该研究采用PNn异质结设计，通过中波段SL p-n结和长波段SL n型吸收层来抑制暗电流分量。采用浅刻蚀技术进行像素隔离以减少表面漏电。
2：样品选择与数据来源：
器件结构使用MOCVD在(001)晶向InAs衬底上生长。样品包括用于材料表征的测试结构以及用于性能评估的制备探测器。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于生长的MOCVD系统、用于制备的感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀、用于钝化的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、用于孔径加工的反应离子刻蚀(RIE)，以及用于光谱响应测量的Nicolet IS50傅里叶变换红外光谱仪。材料包括InAs衬底、Si和Zn掺杂剂、Ti/Pt/Au接触金属以及SiO2钝化层。
4：实验流程与操作步骤：
生长PNn结构后，通过光致发光(PL)和X射线衍射(XRD)进行表征，经浅刻蚀和深刻蚀工艺制备，钝化处理，并在77K温度下进行电学与光学测试。
5：数据分析方法：
计算暗电流密度、响应度、量子效率及比探测率。温度依赖性测量数据拟合至扩散受限行为模型。
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获取完整内容-
MOCVD system
Used for growing the InAs/GaSb superlattice device structure.
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ICP dry etching system
Used for defining pixels during device fabrication.
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PECVD system
Used for depositing SiO2 passivation layer.
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RIE system
Used for etching light apertures.
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Nicolet IS50 FTIR system
IS50
Nicolet
Used for measuring the spectral response of the detectors.
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Blackbody source
Used for calibrating the spectral response measurements.
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