[发明专利]一种nBn型InAlSb红外探测器材料及其制备方法，红外探测器

说明书

本发明涉及一种nBn型InAlSb红外探测器材料及其制备方法，红外探测器。该材料包括由下到上依次设置的吸收层、势垒层及电极接触层，吸收层为n型轻掺杂的In_1‑xAl_xSb，势垒层为n型非故意掺杂的In_1‑yAl_ySb，电极接触层为n型重掺杂的In_1‑xAl_xSb。本发明的红外探测器材料，Al元素的加入能够加宽InSb的能带宽度，减小热激发导致的产生‑复合电流以及带间隧道电流；接触层与吸收层之间的加入宽禁带、Al组分呈梯度分布的InAlSb势垒层能够有效阻止吸收层中的G‑R电流和隧道电流输运到接触电极；该材料可以有效降低红外器件内部的暗电流，提高工作温度和检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及红外探测领域的器件结构设计领域，具体涉及一种nBn型InAlSb红外探测器材料及其制备方法，红外探测器。

背景技术

红外光是电磁谱的重要组成部分，以其在短波、中波、长波等波段对目标特性独特的反映能力被广泛地应用于军事领域中，例如单兵作战、精确制导、红外预警、卫星测绘等。目前高性能军用红外探测器，均采用低温制冷的方式降低器件的噪声，以提高红外探测器的信噪比。然而，苛刻的工作环境使得红外探测器组件整体的功耗高、体积大、成本高、可靠性低，给机载、星载、弹载红外探测器的实际应用带来不便。

以现代航空领域的目标探测和红外制导为例，随着飞行器雷达隐身技术、红外干扰技术、超高速武器精确制导技术的发展，要求未来机载红外探测器组件必须同时具备：一、更高的红外探测性能，即高速响应、高探测率、高分辨率以及多波段识别能力，以应对超高速飞行器的飞行速度、低温目标或远距离小目标的成像、红外干扰和复杂的战场光电环境等；二、更低的成本、更小的体积、更轻的重量和更低的功耗(即Low SwaP-C技术准则)，以适应中小装备平台的应用要求，拓宽红外探测器的应用范围。

授权公告号为CN103208565B的专利公开了一种双色红外探测器材料及其制备方法，该材料是在在外延级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、上电极层的生长。该器件属于pin结构，耗尽层中的G-R电流和隧道电流造成器件内部的暗电流较大，工作温度和探测灵敏度有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内部暗电流小的nBn型InAlSb红外探测器材料。

本发明的第二个目的在于提供上述nBn型InAlSb红外探测器材料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供采用上述nBn型InAlSb红外探测器材料制备的红外探测器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种nBn型InAlSb红外探测器材料，包括由下到上依次设置的吸收层、势垒层及电极接触层，其中，吸收层为n型轻掺杂的In_1-xAl_xSb，掺杂浓度小于2×10¹⁶cm^-3；电极接触层为n型重掺杂的In_1-xAl_xSb，掺杂浓度为5×10¹⁶～5×10¹⁸cm^-3；In_1-xAl_xSb中，0<x<0.05；

势垒层为n型非故意掺杂的In_1-yAl_ySb，0.08<y<0.4，在由吸收层向电极接触层的方向上，势垒层中Al的含量逐渐增加。