InGaAs/GaAs多量子阱近红外光探测结构设计与表征
2021年电子技术应用第7期
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
摘要： 介绍了用于近红外光探测的InGaAs三元化合物材料体系，并通过数学软件编写求解出InGaAs/GaAs单量子阱有限深势阱的波函数方程。根据计算结果，设计出InGaAs/GaAs多量子阱结构，之后采用分子束外延技术完成了高质量外延片结构的研制，通过双晶X射线衍射等分析手段，推算出多量子阱结构中In的组分，势垒与势阱的厚度等参数与理论设计一致，具有很好的近红外探测器研制价值。
中圖分類號： TN21
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211289
中文引用格式： 李林森，汪濤，朱喆. InGaAs/GaAs多量子阱近紅外光探測結構設計與表征[J].電子技術應用，2021，47(7)：118-124.
英文引用格式： Li Linsen，Wang Tao，Zhu Zhe. Design and characterization the InGaAs/GaAs multiple quantum wells near-infrared light detecting structure[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(7)：118-124.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211289
中文引用格式： 李林森，汪濤，朱喆. InGaAs/GaAs多量子阱近紅外光探測結構設計與表征[J].電子技術應用，2021，47(7)：118-124.
英文引用格式： Li Linsen，Wang Tao，Zhu Zhe. Design and characterization the InGaAs/GaAs multiple quantum wells near-infrared light detecting structure[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(7)：118-124.
Design and characterization the InGaAs/GaAs multiple quantum wells near-infrared light detecting structure
Li Linsen，Wang Tao，Zhu Zhe
Anhui Province Key Laboratory of Microsystem，East China Research Institute of Microelectronics，Hefei 230088，China
Abstract： This paper summaries InGaAs ternary compound material which can be used to detect near-infrared light，and solves the wave function equation of the InGaAs/GaAs single quantum well by using mathematics software. The InGaAs/GaAs multiple quantum wells structure is designed and fabricated by MBE on the basis of the calculated conclude. The In component and the thickness of the well and barrier can be calculated by double crystal X-ray diffraction analysis. The results are consistent with theoretical design and could guide the infrared detector development.
Key words : InGaAs/GaAs；multiple quantum well；infrared
0 引言
光探測器是一種能夠將光信號轉換成電信號的器件，因為近紅外光覆蓋的波長范圍較寬(760 nm~2 526 nm)，對其進行探測分析具有潛在的軍民用價值，例如，可以通過近紅外光探測進行敵我識別、戰略預警，紅外制導可以實現末端打擊，紅外夜視可用于單兵作戰，民用領域主要有近紅外光纖通信、工業探傷檢測、氣象探測與地球資源探測、安防監控等[1-4]。正是因為近紅外探測的諸多應用需求，使得全世界范圍內的科研工作者傾注了大量的精力去研究近紅外特測材料、結構及器件。近年來，隨著對固體物理、半導體物理的認識不斷深入，以及先進制造技術例如分子束外延(MBE)、金屬化合物氣相沉積(MOCVD)、原子層沉積(ALD)等的不斷發展，科研工作者可以根據半導體能帶結構與特征設計一些新穎的結構例如量子阱、量子點等以實現各探測波段的高性能，并通過先進的半導體制程實現探測器的小尺寸和高可靠性。
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作者信息：
李林森，汪 濤，朱 喆
(華東微電子研究所 微系統安徽省重點實驗室，安徽 合肥230088)
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