第26卷第10期2005年10月半导体学报OF。26No。10Oct。,20053国家高技术研究发展计划捐助项目(批准号:)收到ν2005中国电子学会128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱短波红外焦平面阵列3苏艳梅1种明1张艳冰2胡小燕2孙永伟1赵伟3陈良惠1(1中国科大学半导体研究所纳米光电子实验室,广州)(2中国电子科技集团第十一研究所(华东光电所),广州)(3中科光电有限公司,广州)摘要:研发了128×160元GaAs/多量子阱红外焦平面阵列,它是目前国外报导的最大像元数的量子阱红外焦平面阵列。77K时,元件的平均宋体响应率Rv=2181×107V/W,平均峰值侦测率D3Hz1/2,峰值波长λp=811μm,元件的盲元率为1122%。
λ=1128×・W-1・关键词:红外侦测器;量子阱;焦平面阵列PACC:0762;7240中图分类号:TN215文献标示码:A文章编号:(2005)序言红外侦测技术在通信、气象、地球资源侦测、工业探伤、医学等民用部门有广泛的应用,同时还在战略预警、战术报案、夜视、制导等军事方面有重要应用。是目前应用比较广泛的材料量子通讯阵列,通过调整组分可以改变其响应波长。目前红外侦测器早已被成功地应用到气象勘察、夜视、预警侦测等各个方面。并且红外侦测器的研究也遇见了一些困难,比如材料制备困难、成本高、均匀性差等。近些年来,人们对Ⅲ2Ⅴ族材料制成的量子阱红外侦测器进行了深入的研究[1～4]。Ⅲ2Ⅴ族材料生长及元件制做工艺已非常成熟,材料的均匀性好,成本较低,材料组分容易控制,这为基于Ⅲ2Ⅴ族材料的大面阵量子阱红外侦测器提供了技术基础。自上世纪80年代以来,量子阱红外侦测器的研究取得了很大的进展。2003年,报导了640×512元的三色量子阱红外焦平面阵列[5]。
2005年,英国的等人又成功地研发了1024×1024元的短波和中波量子阱红外焦平面阵列[6]。国外方面,中科院武汉技术化学所已报导了她们研发的128×1元的GaAs/AlGaAs多量子阱扫描型红外焦平面[7]以及64×64元的GaAs/AlGaAs短波红外焦平面[8]。本文报导在国外率先研发的128×160元GaAs/量子阱红外焦平面阵列。在77K时,元件的平均宋体响应率Rv=2181×107V/W,平均峰值侦测率D3λ=1128×・W-1・Hz1/2,峰值波长λp=811μm,元件盲元率为1122%。2元件的材料生长结构在半绝缘的GaAs(100)衬底上生长110μm的下接触层。之后生长50个周期的GaAs/Al0。3Ga0。72As多量子阱,其中阱宽为415nm,垒宽为50nm。为了提供迸发跃迁的光电子量子通讯阵列,阱区进行n型参杂。阱中的Si参杂含量为5×-3。最后生长017μm的上接触层,上下接触层的参杂含量均为1×-3。3128×160元面阵的制做在上接触层上用光刻和湿法蚀刻的方式制备二维光栅,光栅周期为3μm。之后在上接触层处真空