[实用新型]InAs/GaSbⅡ类超晶格

说明书

技术领域

本实用新型涉及InAs/GaSbⅡ类超晶格及红外探测器材料技术领域，本实用新型是对已知的InAs/GaSb组成的第二类超晶格的晶格层结构进行改进。

背景技术

与其它红外探测器相比，InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器具有响应波段精确可控，响应波段宽、工作温度高、载流子寿命长、量子效率高、暗电流低和均匀性好及光学性能优异的特点；由InAs，InSb，GaAs或者GaSb重复性的沉积薄膜得到的超晶格材料显示了特殊的材料性能，例如有效的半导体能隙能，这些性能可以通过改变超晶格膜层厚度或者超晶格单位晶胞结构来实现。

在专利号为 US8426845B2专利申请日为2013年3月23日的美国专利中公开了一种InAs和GaSb组成的第二类超晶格，它是一种长波红外超晶格，它在超晶格的单元晶胞中添加一层或者多层锑化铟，来调整超晶格的有效能隙能的自由度。通过向超晶格的晶胞中添加一层或者多层砷化镓则平衡由插入锑化铟层引起的晶格应力。它通过改变每个周期内每层InSb层厚度来调节超晶格可见光截止波长，通过在GaSb层和/或InAs层内增插入薄的GaAs层来补偿由于InSb厚度增加带来的应力，超晶格内的GaAs内层的应用补偿了由InSb层引起的超晶格质量的损失。采用上述结构的超晶格，尽管其可见光截止波长有所提高，使红外探测器的优点可以在更宽的范围内得到应用，但是，由于此种结构的超晶格中是在InAs或GaSb材料中插入了GaAs层，得到了一种对称的结构，它不仅需要在同一晶胞内的InAs或GaSb插入InSb，还在两相邻晶胞的InAs和GaSb间插入InSb，因此，每个晶胞中不同材料间形成的界面增多，使得材料的生成难度提高，也就是材料的生成成本提高，质量下降、设备的寿命降低，比如，在一个周期内假设原有四个界面，每增加两个界面设备的寿命会降低50%，同时设备的探测率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术由于InAs/GaSbⅡ类超晶格的晶内界面多，使得材料的生长难度提高，材料的生长成本高、生产设备寿命低的不足，提供一种InAs/GaSbⅡ类超晶格。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

InAs/GaSbⅡ类超晶格，所述的InAs/GaSbⅡ类超晶格中单位晶胞内部InAs和GaSb的界面层是InSb层，单位晶胞结构为：InAs层、InSb层、GaSb层和GaAs层，InSb层在InAs层和GaSb层间，GaAs层在GaSb层外；

插入的所述的InSb层的厚度为InAs和GaSb形成的InSb界面层的1-3倍。

采用本实用新型结构的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料，在单位晶胞InAs和GaSb形成的界面层InSb层处增加InSb层的厚度，形成了单独的InSb层，将GaAs层插入到了两个相邻晶胞的界面处，位于单位晶胞GaSb层外，补偿因插入InSb层应力而造成的单位晶胞内应力的增加，通过薄的GaAs层使晶格的每个晶胞内的应力和为0，使晶格中的InAs、GaSb不再对称，也就是将GaAs层插入到一层的GaSb与另一层的InAs层间，减少了单位晶胞内不同材料形成的界面的数量，简化了单位晶胞内材料的结构，降低了晶格的生成难度，同时，由于此种结构打破了现有技术在补偿应力时采用的对称结构，采用了非对称结构平稳应力，不仅减少了材料界面数量，减少了层级，且进一步提高了InAs/GaSbⅡ类超晶格材料的探测波长和探测率，本专利通过减少层级增加了探测波长，取得了意想不到的效果。

附图说明

图1为本实用新型超晶格材料单位晶胞的结构示意图；

图2为由InAs/GaSb组成的Ⅱ类超晶格材料单位晶胞第一种原子排列示意图；

图3为由InAs/GaSb组成的Ⅱ类超晶格材料单位晶胞第二种原子排列示意图；

图4为采用图2所示单位晶胞原子排列方式的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料中加入InSb层和GaAs层后单位晶胞结构示意图；

图5为采用图3所示单位晶胞原子排列方式的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料中加入InSb层和GaAs层后单位晶胞结构示意图。

附图标记说明

1-InAs 2-InSb 3-GaSb 4-GaAs

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步地描述：