近年来,在红外探测器方面最重要的突破之一是可以工作于室温的红外探测材料的进展。InAsSb红外探测器的截止波长在室温可以接近5μm,在军用领域如精确制导、红外成像、红外监视、红外瞄准等方面,民用领域如安全防范、夜间监视、工业测温、环境监测、光谱测试等方面均有广泛的应用前景。3~5μm红外半导体探测器由于其国防及民用领域具有极其重要的应用背景而受到人们的高度重视。本项目采用LPMOCVD技术生长InAsSb材料,研究生长条件对材料的结晶质量、电学、光学性质的影响,以及与其相关的材料物理问题和探测器器件验证工作。采用两步生长法,引入缓冲层解决外延层与衬底的晶格失配问题,利用原位处理技术获得优良的界面,减少材料中的缺陷,提高材料的晶体质量,研究探测器结构材料的光学和电学性质,材料质量与器件性能的关系,进行器件结构材料的生长和探测器器件验证,为制备3~5μmInAsSb红外探测器奠定良好材料基础。
红外探测器在军事、民用和航天领域中有着十分广泛的应用。InAsSb材料有相对较高的稳定性、高的电子迁移率、快的响应速率、质优价廉的衬底以及可以制作室温工作的探测器等优点。因此,InAsSb中红外探测器有着十分重要的应用前景。本项目主要是利用LPMOCVD技术采用两步生长法在GaAs衬底上生长InAs0.9Sb0.1材料。两步生长法能够有效降低由晶格失配引起的失配缺陷。在较低温度生长的InAsSb缓冲层可以用来有效释放晶格应变能,缺陷被限制在缓冲层内,从而在较高温度生长的InAsSb外延层晶格比较完整,有较好的结晶质量、电学和光学性能。利用扫描电子显微镜、X-射线衍射、霍耳测量、光致发光谱和拉曼散射等手段对InAsSb进行表征,设计和研究低温缓冲层生长条件对InAsSb材料质量的影响,探讨低温生长和表面角锥形成的机理。研究两步生长法生长条件对InAsSb材料质量的影响,优化两步生长法生长条件,制备表面平整、光亮的InAs0.9Sb0.1材料和GaSb/InAsSb/GaAs异质结构材料。InAsSb材料的载流子浓度为10E17cm-3(室温),迁移率3718cm2/V.s(室温)。