II型超晶格势垒器件中的少数载流子寿命与扩散长度

摘要： p型InAs/GaSb II类超晶格（T2SL）中的少数载流子寿命相当短，通常在几十纳秒量级。尽管如此，T2SL正成为高端中波红外和长波红外探测器传感材料汞镉碲的可行替代方案。例如，SCD公司目前生产的一款640×512格式、15微米像元的LWIR焦平面阵列探测器，其量子效率接近50%，像素可用率>99.5%，暗电流仅比最先进的Rule 07值大约一个数量级。该探测器卓越性能的关键在于采用了XBp势垒结构——既能抑制产生-复合电流，又能确保制造工艺各步骤的稳定钝化。由于XBp结构中的暗电流和光电流均受扩散限制，通过测量这些参数随器件尺寸的变化（结合T2SL态密度的k·p计算），为估算少数载流子寿命和扩散长度提供了绝佳途径。展示的典型寿命结果与采用直接测量法获得的其他研究数据相符。报道的扩散长度范围为3-7微米，但这些并非必然的限制值。