InGaAs/GaAs 多量子阱近红外光探测结构设计与表征*

李林森，汪 涛，朱 喆

（华东微电子研究所 微系统安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088）

0 引言

光探测器是一种能够将光信号转换成电信号的器件，因为近红外光覆盖的波长范围较宽（760 nm～2 526 nm），对其进行探测分析具有潜在的军民用价值，例如，可以通过近红外光探测进行敌我识别、战略预警，红外制导可以实现末端打击，红外夜视可用于单兵作战，民用领域主要有近红外光纤通信、工业探伤检测、气象探测与地球资源探测、安防监控等[1-4]。正是因为近红外探测的诸多应用需求，使得全世界范围内的科研工作者倾注了大量的精力去研究近红外特测材料、结构及器件。近年来，随着对固体物理、半导体物理的认识不断深入，以及先进制造技术例如分子束外延（MBE）、金属化合物气相沉积（MOCVD）、原子层沉积（ALD）等的不断发展，科研工作者可以根据半导体能带结构与特征设计一些新颖的结构例如量子阱、量子点等以实现各探测波段的高性能，并通过先进的半导体制程实现探测器的小尺寸和高可靠性。

半导体材料有明显的内光电效应，所以绝大多数近红外光电探测器采用半导体材料制作。半导体光探测器相对于光电真空管的主要优点有：较低的偏压、宽光谱响应范围、高峰值量子效率、宽工作温度范围、优异的工作参数一致性以及对机械应力有较高的耐受能力和可批量生产性[5]。目前应用于红外辐射探测的半导体材料体系主要包括：利用本征效应的II-VI 族、III-V 族和IV-VI 族窄带隙化合物半导体材料，利用非本征效应的硅掺杂和锗掺杂材料，还有近年来发展的量子阱和超晶格材料。……