InAs/GaSb超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。开展了InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色焦平面探测器器件结构设计、材料外延、芯片制备, 对钝化方法进行了研究, 制备出性能优良的320×256双色焦平面探测器。首先以双色叠层背靠背二极管电压选择结构作为基本结构, 设计了中/短波双色芯片结构, 然后采用分子束外延技术生长出结构完整、表面平整、低缺陷密度的PNP结构超晶格材料。采用硫化与SiO2复合钝化方法, 最终制备的器件在77 K下中波二极管的RA值达到13.6 kΩ·cm2, 短波达到538 kΩ·cm2。光谱响应特性表明短波响应波段为1.7~3 μm, 中波为3~5 μm。双色峰值探测率达到中波3.7×1011 cm·Hz1/2W-1以上, 短波2.2×1011 cm·Hz1/2W-1以上。响应非均匀性中波为9.9%, 短波为9.7%。中波有效像元率为98.46%, 短波为98.06%。

在InSb衬底上利用分子束外延生长了p-i-n结构的InAlSb/InSb材料, 通过在吸收层和接触层之间生长宽禁带的InAlSb势垒层, 验证了势垒层对耗尽层中暗电流的抑制作用。分别基于外延生长的InAlSb材料和InSb体材料, 借助标准工艺制备出二极管, 并对其电性能进行测量分析, 研究发现: 77 K温度时, 在-0.1 V的外偏电压下, p+-p+-n--n+结构和p+-n--n+结构InAlSb器件的反偏电流分别为3.4×10-6 A·cm-2和7.8×10-6 A·cm-2。基于p+-p+-n--n+结构研制的InAlSb二极管的暗电流保持在一个很低的水平, 这为提高红外探测器的工作温度提供了重要基础。

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀。研究了三种等离子刻蚀气体（Cl2基, Ar基和CH4基）对超晶格的刻蚀效果，SEM结果表明，CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑；之后采用湿法腐蚀工艺，用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤，分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果，结果表明，磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好，且腐蚀速率更加稳定。采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器，其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流，其77 K时动态阻抗R₀A =1.98×10⁴ Ωcm²。

研究了InAs/GaSb Ⅱ类超晶格的几种台面腐蚀方法.实验所用的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料是使用分子束外延设备生长的, 材料采用PIN结构, 单层结构为8ML InAs/8ML GaSb.腐蚀方法分为干法刻蚀和湿法腐蚀两大类.干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛, 包括甲基、氯基和氩气；湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液.腐蚀后的材料台阶高度是使用α台阶仪测量, 表面形貌通过晶相显微镜和扫描电镜表征.经过对比研究认为, 干法刻蚀中甲基气氛刻蚀后的台面平整, 侧壁光滑, 侧壁角度为约80度, 台阶深度易控制, 适合深台阶材料制作.湿法腐蚀中磷酸系腐蚀效果好, 台面平整, 下切小, 表面无残留, 适用于焦平面红外器件制作工艺.