[发明专利]双色红外探测器材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种双色红外探测器材料及其制备方法。

背景技术

红外探测器由于其优异的性能已经广泛应用于预警卫星、导弹探测、激光雷达、通信、夜视和红外成像等方面，但是随着现有的红外探测器的不断发展，红外隐身技术也在不断提高，通过使在特定波段上目标与环境背景具有相似的发射率，从而导致红外目标对比度的下降，难以识别，所以目前的双色红外探测器材料还有待进一步提高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种双色红外探测器材料及其制备方法，用以进一步提高双色红外探测器材料的分辨率。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种双色红外探测器材料的制备方法，包括：

对锑化铟晶体进行预处理，所述锑化铟为InSb，得到外延级的InSb衬底；

根据响应波长设定铟铝锑中的Al组分的参数，所述铟铝锑为InAlSb，并在外延级的InSb衬底上依次进行InAlSb的下电极层、吸收层、势垒层、中电极层、吸收层和上电极层的生长，其中，生长温度为400-450℃，Sb/(In+Al)束流比设定为1.2-10。

优选地，所述响应波长包括中波1波段和中波2波段，所述中波1波段对应的波长范围为3.4～4.0μm，所述中波2波段对应的波长范围为4.4～5.0μm。

优选地，根据响应波长设定InAlSb中的Al组分的参数，并在外延级的InSb衬底上依次进行InAlSb的下电极层、吸收层、势垒层、中电极层、吸收层和上电极层生长的步骤包括如下：

设InAlSb的公式为In_1-xAl_xSb，在外延级的InSb衬底上生长一层0.1～0.5μm厚的缓冲层InSb；

在缓冲层InSb进行所述中波1波段对应的膜层生长，所述中波1波段对应的膜层包括In_1-x1Al_x1Sb下电极层和In_1-x1Al_x1Sb吸收层；

所述中波1波段对应的膜层生长完后，进行In_1-x3Al_x3Sb势垒层生长；

最后进行所述中波2波段对应的膜层生长，所述中波2波段对应的膜层包括In_1-x2Al_x2Sb中电极层、In_1-x2Al_x2Sb吸收层和In_1-x2Al_x2Sb上电极层；

根据Eg_In1-xAlxSb=Eg_InSb×（1+10x）和Eg=1.24/λc，计算出In_1-xAl_xSb在InSb探测器的工作温度为80K对应禁带宽度Eg_InSb=0.23eV时，x₁的范围为0.0348～0.0586，x₂的范围为0.0078～0.0225，x₃的范围为0.1～0.4。

优选地，所述In_1-x1Al_x1Sb下电极层生长的厚度为0.5-3μm，n型掺杂浓度在2×10¹⁷-6×10¹⁸cm^-3cm^-3；

所述In_1-x1Al_x1Sb吸收层生长的厚度0.5-6μm，不掺杂，浓度控制在2×10¹⁴-5×10¹⁶cm^-3；

所述In_1-x3Al_x3Sb势垒层生长的厚度为10-200nm，P型掺杂，掺杂浓度在2×10¹⁷-6×10¹⁸cm^-3；

所述In_1-x2Al_x2Sb中电极层生长的厚度为0.7-1μm，P型掺杂，掺杂浓度在2×10¹⁷-6×10¹⁸cm^-3；