InAs/GaSb薄膜及器件特性研究
发布时间：2021-01-20 20:59
InAs/GaSb II类超晶格材料是近年兴起的新型本征吸收窄禁带半导体材料，优异的性能使其在军事等领域有非常广泛的应用。受材料生长技术和水平的限制，国内有关InAs/GaSb II类超晶格红外探测器的报道较少。另外，InAs/GaSb II类超晶格红外探测器的台面腐蚀和表面钝化水平还有待提高。本论文使用分子束外延技术，超高真空环境下在GaSb衬底上外延生长了InAs/GaSb II类超晶格材料。设计出多次套刻腐蚀技术，制备了红外探测器芯片。主要研究内容和进展如下：生长出8ML InAs/8ML GaSb结构的中波超晶格和4ML InAs/8ML GaSb结构的短波超晶格材料，揭示了生长参数对InAs/GaSb II类超晶格结构和光电性能的影响规律，优化了其生长参数。阐明了生长温度（445℃－485℃）对不同界面的中波超晶格晶体结构和表面形貌的影响机理。使用了生长中断法和表面迁移率增强法（MEE）两种不同的快门控制方法，使用MEE法可以对界面结构和界面厚度进行精确控制，同时有效抑制As/Sb间的置换过程。得出了快门中断时间、InSb界面生长时间、V族元素束流等参数对超晶格材料应变性质的...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一个单量子阱的结构和能带图
图 1-2 6.1 家族和 I 类 II 类带隙Fig. 1-2 6.1 material system and Type I and Type II bandga人造晶格，半导体超晶格分为组分超晶格和掺杂大量重复相间的组分不同的薄层，每层的厚度都
如图 1-3 所示。红外通信距离远大于无线电通信的距离，因为在空气稀薄的高空或大气层以外，相互干扰很小。红外光纤现代光纤通信的一个重要方向，它无中继传输距离远，通信损耗低。此外，红外技术可应用红外探测器对有害物质进行监测，因为每种有害物质分子结构都有相对应的特征吸收谱线。在对痕量气体进行检测时，在中红外波段灵敏度比在近红外波段检测要高两个数量级[24]。此外，在空间对地探测如大气成分分析、、农作物估产了解资源分布、土壤水分监测等方面有着重要地应用。红外热成像技术尤其是焦平面阵列技术的采用，将红外探测技术发展成为与眼睛相媲美的凝视系统。所有这些都说明，红外科学与技术的发展愈来愈快，应用越来越广，已经涉及到全人类多方面的重要科技领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料台面腐蚀[J]. 张利学,孙维国,吕衍秋,张向锋,姚官生,张小雷,司俊杰. 红外与毫米波学报. 2014(05)
[2]InAs/GaSb超晶格中波红外二极管的阳极硫化[J]. 郭杰,郝瑞亭,段剑金,许林,李银柱. 光子学报. 2014(01)
[3]长波InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器[J]. 周易,陈建新,徐庆庆,徐志成,靳川,许佳佳,金巨鹏,何力. 红外与毫米波学报. 2013(03)
[4]感应耦合等离子体刻蚀InSb时偏压射频源功率的选取[J]. 王理文,司俊杰,张国栋. 航空兵器. 2012(04)
[5]InAs/GaSb Ⅱ型超晶格中波红外光电二极管的硫化研究[J]. 郭杰,刘应开,彭震宇,孙维国. 红外与激光工程. 2011(09)
[6]ICP刻蚀硅形貌控制研究[J]. 刘欢,周震,刘惠兰,冯丽爽,王坤博. 传感技术学报. 2011(02)
[7]InSb阵列探测芯片的感应耦合等离子反应刻蚀研究[J]. 张国栋,徐淑丽,赵鸿燕,朱炳金,李小宏. 激光与红外. 2009(09)
[8]GaAs基短周期InAs/GaSb超晶格红外探测器研究[J]. 郭杰,彭震宇,鲁正雄,孙维国,郝瑞亭,周志强,许应强,牛智川. 红外与毫米波学报. 2009(03)
[9]InAs/GaSb超晶格红外探测器台面湿法腐蚀研究[J]. 陈慧娟,郭杰,丁嘉欣,鲁正雄,彭振宇,孙维国. 微纳电子技术. 2008(05)
[10]Ar+刻蚀对InGaAs,n-InP和p-InP表面损伤及消除[J]. 吕衍秋,越方禹,洪学鹍,陈江峰,韩冰,吴小利,龚海梅. 半导体学报. 2007(01)
本文编号：2989775
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一个单量子阱的结构和能带图
图 1-2 6.1 家族和 I 类 II 类带隙Fig. 1-2 6.1 material system and Type I and Type II bandga人造晶格，半导体超晶格分为组分超晶格和掺杂大量重复相间的组分不同的薄层，每层的厚度都
如图 1-3 所示。红外通信距离远大于无线电通信的距离，因为在空气稀薄的高空或大气层以外，相互干扰很小。红外光纤现代光纤通信的一个重要方向，它无中继传输距离远，通信损耗低。此外，红外技术可应用红外探测器对有害物质进行监测，因为每种有害物质分子结构都有相对应的特征吸收谱线。在对痕量气体进行检测时，在中红外波段灵敏度比在近红外波段检测要高两个数量级[24]。此外，在空间对地探测如大气成分分析、、农作物估产了解资源分布、土壤水分监测等方面有着重要地应用。红外热成像技术尤其是焦平面阵列技术的采用，将红外探测技术发展成为与眼睛相媲美的凝视系统。所有这些都说明，红外科学与技术的发展愈来愈快，应用越来越广，已经涉及到全人类多方面的重要科技领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料台面腐蚀[J]. 张利学,孙维国,吕衍秋,张向锋,姚官生,张小雷,司俊杰. 红外与毫米波学报. 2014(05)
[2]InAs/GaSb超晶格中波红外二极管的阳极硫化[J]. 郭杰,郝瑞亭,段剑金,许林,李银柱. 光子学报. 2014(01)
[3]长波InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器[J]. 周易,陈建新,徐庆庆,徐志成,靳川,许佳佳,金巨鹏,何力. 红外与毫米波学报. 2013(03)
[4]感应耦合等离子体刻蚀InSb时偏压射频源功率的选取[J]. 王理文,司俊杰,张国栋. 航空兵器. 2012(04)
[5]InAs/GaSb Ⅱ型超晶格中波红外光电二极管的硫化研究[J]. 郭杰,刘应开,彭震宇,孙维国. 红外与激光工程. 2011(09)
[6]ICP刻蚀硅形貌控制研究[J]. 刘欢,周震,刘惠兰,冯丽爽,王坤博. 传感技术学报. 2011(02)
[7]InSb阵列探测芯片的感应耦合等离子反应刻蚀研究[J]. 张国栋,徐淑丽,赵鸿燕,朱炳金,李小宏. 激光与红外. 2009(09)
[8]GaAs基短周期InAs/GaSb超晶格红外探测器研究[J]. 郭杰,彭震宇,鲁正雄,孙维国,郝瑞亭,周志强,许应强,牛智川. 红外与毫米波学报. 2009(03)
[9]InAs/GaSb超晶格红外探测器台面湿法腐蚀研究[J]. 陈慧娟,郭杰,丁嘉欣,鲁正雄,彭振宇,孙维国. 微纳电子技术. 2008(05)
[10]Ar+刻蚀对InGaAs,n-InP和p-InP表面损伤及消除[J]. 吕衍秋,越方禹,洪学鹍,陈江峰,韩冰,吴小利,龚海梅. 半导体学报. 2007(01)
本文编号：2989775
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