分别采用干法刻蚀工艺路线和湿法腐蚀工艺路线制备了面阵规模为320×256、像元中心距为30 m的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长/长波双色红外焦平面器件，并对其台面形貌、接触孔形貌、伏安特性以及互连读出电路并封入杜瓦后的中测性能进行了对比研究。总结了采用干法工艺和湿法工艺制备双色InAs/GaSb Ⅱ类超晶格焦平面器件的特点。该研究对InAs/GaSb Ⅱ类超晶格焦平面器件的研制具有参考意义。

本文系统报道了基于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格（T2SLs）的长波红外探测器的研究进展。从衬底、材料生长以及器件性能角度对比分析了基于GaSb、InAs 衬底的各种器件结构的优缺点。分析结果表明，以InAs 为衬底、吸收区材料为InAs/InAs1－xSbx、PB1IB2N 型的结构为相对优化的器件结构设计，结合ZnS 和Ge 的多层膜结构设计或者重掺杂缓冲层，同时采用电感耦合等离子体（inductively coupled plasma）干法刻蚀工艺，该器件的50%截止波长可达12 ?m，量子效率（quantum efficiency）可提升到65%以上，暗电流密度降低至1×10－5 A/cm2。并归纳总结了InAs/GaSb T2SLs 长波红外探测器未来的发展趋势。

面对第三代红外探测器对多波段探测的需求，中 /中波双色同时获取两个波段的目标信息，对复杂的背景进行抑制，可以有效排除干扰源的影响，提高了探测的准确性，增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力，因此中 /中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测，锑化物 Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展，与传统 InSb双色探测器相比，中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势，但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究，以提高探测性能，满足工程化应用需求。

基于锑化物Ⅱ类超晶格结构的中远红外探测器, 由于其优异的性能而受到广泛的关注和研究。综述了锑化物Ⅱ类超晶格中远红外探测器的探测机理、材料结构、器件性能和当前的应用情况, 介绍了其在中远红外雪崩光电探测器领域的研究现状。锑化物Ⅱ类超晶格探测器的部分性能指标已接近、甚至超过了碲镉汞探测器, 并在部分红外装备上得到了应用。而基于锑化物Ⅱ类超晶格的雪崩光电探测器件在中远红外弱光探测领域尚处于起步阶段, 与碲镉汞探测器相比还有很大差距, 但同时也呈现出了巨大的发展潜力。

InAs/GaSbⅡ类超晶格由于具有独特的能带结构和良好的材料性能被认为是第三代红外探测器的首选，近年来被广泛研究，并取得快速发展。分子束外延能够精确控制材料界面与周期厚度，是超晶格材料生长的主流手段。利用分子束外延技术在GaSb衬底上分别生长了中波、长波超晶格材料，并对所生长的超晶格材料的性能进行了全面表征，最后用制备的面阵器件验证了该材料的性能。

首先分析了量子效率计算的相关理论,然后分析利用红外中波 InAs/GaSbⅡ类超晶格材料进行光伏探测器研制,在对器件进行电学性能测试及光谱响应测试基础上,利用理论分析和测试数据计算出研制器件的实际电流响应率,再将实际电流响应率与理论分析的电流响应率相比,同时消除芯片表面 SiO2钝化层光学透过率的影响,计算出器件对红外波段 2～6.m辐射响应的量子效率最高可达 35%,达到了国外同类型器件响应的量子效率指标。本文的研究为评价 InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器的光电转换性能提供了一种有效的方法。

报道了320×256元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外焦平面阵列探测器的研制和性能测试.采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料, 器件采用PBIN结构, 红外吸收区结构为14ML(InAs)/7ML(GaSb), 焦平面阵列光敏元尺寸为27μm×27μm, 中心距为30μm, 通过刻蚀形成台面、侧边钝化和金属接触电极生长, 以及与读出电路互连等工艺, 得到了320×256面阵长波焦平面探测器.在77K温度下测试,焦平面器件的100%截止波长为10.5μm, 峰值探测率为8.41×109cmHz1/2W-1, 盲元率为2.6%, 不均匀性为6.2%, 采用该超晶格焦平面器件得到了较为清晰的演示性室温目标红外热成像.

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.

随着**应用对高性能、低成本红外技术的需求, 红外探测器像元数目从少于 100元的一代发展到 10万元中等规模的二代, 到百万像素的三代, 何谓第三代？在众多的材料和器件中, 可作为第三代红外探测器的材料以及器件有哪些？在红外探测器技术飞速发展的今天, 我们该作如何的选择？结合以上问题, 对当前国际上作为第三代红外探测器选择的碲镉汞、量子阱以及Ⅱ类超晶格探测器材料、器件进行了分析, 总结了第三代红外探测器的特征, 为国内第三代红外探测器的发展提供选择与参考。