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128×128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器

128×128 infrared focal plane arrays based on Type-II InAs/GaSb superlattice

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摘要

报道了128×128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb), 器件采用PIN结构, 焦平面阵列光敏元大小为40 μm × 40 μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长, 以及与读出电路互连等工艺, 得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K 时测试, 器件的100%截止波长为8 μm, 峰值探测率6.0×109 cmHz1/2 W-1.经红外焦平面成像测试, 探测器可得到较为清晰的成像.

Abstract

In this paper, we reported the growth and fabrication of a 128×128 infrared focal plane array detector made of type-II InAs/GaSb superlattice. The superlattice structure was grown on GaSb substrate using molecular beam epitaxy (MBE) technology. It consisted of 200 periods of 13ML(InAs)/9ML(GaSb) for longwave infrared detection. The pixel of the detector had a conventional PIN structure with a size of 40 μm×40 μm. The device fabrication process consisted of mesa etching, side-wall passivation, metallization and flip-chip hybridization with readout integrated circuit (ROIC). At 77 K, the detector had a 100% cut-off wavelength of 8.0 μm, and a peak detectivity of 6.0×109 cmHz1/2W-1. Concept proof of infrared imaging was also demonstrated with the focal plane array at liquid nitrogen temperature.

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补充资料

中图分类号:TN304.2;TN305

DOI:10.3724/sp.j.1010.2012.00501

基金项目:国家自然科学基金 (61176082)

收稿日期:2012-01-09

修改稿日期:2012-07-24

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

许佳佳:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
金巨鹏:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083中国科学院研究生院, 北京 100049
徐庆庆:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
徐志成:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083中国科学院研究生院, 北京 100049
靳川:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083中国科学院研究生院, 北京 100049
周易:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
陈洪雷:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
林春:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
陈建新:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
何力:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083

联系人作者:许佳佳(xujiajia@mail.sitp.ac.cn.)

备注:许佳佳(1986-),女, 陕西咸阳人, 硕士, 实习研究员, 主要从事InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器器件工艺研究.

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引用该论文

XU Jia-Jia,JIN Ju-Peng,XU Qing-Qing,XU Zhi-Cheng,JIN Chuan,ZHOU Yi,CHEN Hong-Lei,LIN Chun,CHEN Jian-Xin,HE Li. 128×128 infrared focal plane arrays based on Type-II InAs/GaSb superlattice[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2012, 31(6): 501-504

许佳佳,金巨鹏,徐庆庆,徐志成,靳川,周易,陈洪雷,林春,陈建新,何力. 128×128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器[J]. 红外与毫米波学报, 2012, 31(6): 501-504

被引情况

【1】许佳佳,陈建新,周易,徐庆庆,王芳芳,徐志成,白治中,靳川,陈洪雷,丁瑞军,何力. 320×256元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外焦平面探测器. 红外与毫米波学报, 2014, 33(6): 598-601

【2】李海燕,曹海娜. InAs/GaSb台面结型器件制备工艺技术研究. 红外, 2018, 39(8): 5-10

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