采用ICP(inductively coupled plasma etching)刻蚀与湿法腐蚀相结合的方式, 研制了像元中心距为10 μm、截止波长2.6 μm的p-i-n型10 × 10元延伸波长InGaAs探测器.不同温度下的电流—电压特性研究和激活能分析, 显示了器件优异的暗电流特性.在室温下, -10 mV偏压时器件的暗电流和优质因子R0A分别为0.45 nA和14.7 Ω·cm2, 量子效率可达到63%.为了证实像元中心距减小并未影响器件性能, 与同种材料中心距30 μm的InGaAs焦平面阵列进行了对比分析.相似的实验结果进一步证明了工艺的可行性, 对今后实现高密度、大面阵延伸波长InGaAs探测器具有重要的指导意义.

为了获得 In0.83Ga0.17As 探测器的暗电流机制, 采用了 TCAD 软件对吸收层中含有和不含有超晶格电子势垒的p-i-n结构探测器暗电流特性进行仿真,并开展了器件验证.结果表明, 超晶格势垒可以调整器件的能带结构, 改变载流子传输特性, 降低SRH复合, 从而降低器件的暗电流, 仿真结果与实验结果吻合.在此基础上, 分析了势垒位 置和周期变化对暗电流的影响, 提出了进一步降低器件暗电流的超晶格电子势垒优化结构.

为了研究延伸波长In0.83Ga0.17As pin光电二极管的暗电流机制。采用两种不同工艺制备了台面型延伸波长In0.83Ga0.17As pin光电二极管。第一种工艺(M135L-5)是: 台面刻蚀后进行快速热退火(RTA)。第二种工艺(M135L-3)是: 台面刻蚀前进行快速热退火(RTA)。采用IV测试, 周长面积比(P/A), 激活能和暗电流成分拟合方法对器件暗电流机制进行分析。结果显示, 在220~300 K之间,M135L-3器件暗电流低于M135L-5器件的, 并且具有较低表面漏电流。在-0.01~-0.5 V之间和220~270 K之间, M135L-5器件的暗电流主要是扩散电流。在250~300 K之间, M135L-3器件的暗电流主要是扩散电流, 而在-0.01~-0.5 V之间和220~240 K之间, 其暗电流主要是产生复合电流和表面复合电流。与此同时, 暗电流成分拟合结果也得出一致的结论。研究表明, 在降低器件暗电流方面, M135L-3器件优于M135L-5器件,这主要是因为快速热退火降低了器件的体电流。

测量了不同扩散掩膜生长方式的截止波长为1.70μm的InGaAs平面探测器的电学性能.其中，SiNx薄膜作为扩散掩膜，分别采用等离子体化学气相沉积(PECVD)和低温诱导耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)生长.探测器焊接在杜瓦里测量，结果显示采用两种掩膜方式的器件的平均峰值响应率、探测率和量子效率分别为0.73和0.78A/W,6.20E11和6.32E11cmHz1/2W-1,56.0%和62.0%;两种器件的响应波段分别为1.63~1.68μm和1.62~1.69μm;平均暗电流密度分别为312.9nA/cm2和206nA/cm2.通过理论分析两种器件的暗电流成分，结果显示，相对于采用PECVD作为扩散掩膜生长方式而言，采用ICP-CVD作为扩散掩膜生长方式大大降低了器件的欧姆暗电流成分.