[发明专利]一种无应力层的二类超晶格红外探测器及制备方法

权利要求书

1.一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：包括依次设置的P型电极、电子势垒层、吸收层、空穴势垒层和N型电极；

其中，所述吸收层采用InAsSb/GaSb超晶格，所述空穴势垒层采用InAsSb/AlAsSb超晶格。

2.如权利要求1所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：所述吸收层的厚度为500-10000nm；所述空穴势垒层的厚度为100-500nm，所述空穴势垒层中的AlAsSb厚度为0.5-5nm；所述空穴势垒层中的InAsSb厚度等于或大于所述吸收层中的InAsSb厚度2-10A。

3.如权利要求1所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：所述P型电极和所述N型电极均采用InAsSb/GaSb超晶格。

4.如权利要求1所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：所述电子势垒层采用Al_xGa_1-xAs_ySb_1-y，其中，x为Al的组分，y为As的组分，x、y满足：

。

5.如权利要求4所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：所述吸收层和所述空穴势垒层中的InAsSb中Sb的组分为0.09；所述空穴势垒层具有的AlAsSb中As组分为0.08；所述电子势垒层中Al组分x为0.22。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器，其特征在于：所述P型电极的厚度为50-1000nm；所述电子势垒层的厚度为100-500nm；所述N型电极的厚度为500-1000nm。

7.一种无应力层的二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、提供GaSb衬底；

S2、设置第一温度，在第一温度下对GaSb衬底脱氧；

S3、设置第二温度，在GaSb衬底上生长P型GaSb缓冲层，其中，第二温度低于第一温度；

S4、在所述P型GaSb缓冲层上结合p型掺杂剂生长P型电极，其中，所述P型电极的原胞结构为InAsSb_0.09/GaSb；

S5、在P型电极上生长电子势垒层；

S6、设置第三温度，在电子势垒层上生长InAsSb/GaSb超晶格形成吸收层，其中，第三温度低于第二温度；

S7、在吸收层上生长InAsSb/AlAsSb超晶格形成空穴势垒层；

S8、在空穴势垒层上结合n型掺杂剂生长N型电极，获得二类超晶格红外探测器，其中，所述N型电极的原胞结构为InAsSb_0.09/GaSb。

8.如权利要求7所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于：所述第一温度为500-700℃，所述第二温度低于所述第一温度10-80℃；所述第三温度低于所述第一温度40-150℃，且所述第三温度低于所述第二温度。

9.如权利要求7所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于：所述p型掺杂剂为Be，n型掺杂剂为Si或Te；所述p型掺杂剂浓度为3E+17-1E+19/cm³，所述n型掺杂剂浓度为3E+17-1E+19/cm³；所述吸收层为非掺杂生长或轻掺p型掺杂剂生长，所述吸收层的p型掺杂剂浓度小于等于2E+16/cm³。

10.如权利要求7-9中任一项所述的一种无应力层的二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于：所述二类超晶格红外探测器通过改变吸收层中InAsSb的厚度调节其截止波长；通过改变空穴势垒层中InAsSb厚度调节导带位置使空穴势垒层的导带的高度小于等于吸收层；通过改变AlAsSb的厚度调节空穴势垒层的空穴势垒高度。