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InAs/GaSb II类超晶格材料是近年兴起的新型本征吸收窄禁带半导体材料,优异的性能使其在军事等领域有非常广泛的应用。受材料生长技术和水平的限制,国内有关InAs/GaSb II类超晶格红外探测器的报道较少。另外,InAs/GaSb II类超晶格红外探测器的台面腐蚀和表面钝化水平还有待提高。本论文使用分子束外延技术,超高真空环境下在GaSb衬底上外延生长了InAs/GaSb II类超晶格材料。设计出多次套刻腐蚀技术,制备了红外探测器芯片。主要研究内容和进展如下:生长出8ML InAs/8ML GaSb结构的中波超晶格和4ML InAs/8ML GaSb结构的短波超晶格材料,揭示了生长参数对InAs/GaSb II类超晶格结构和光电性能的影响规律,优化了其生长参数。阐明了生长温度(445℃-485℃)对不同界面的中波超晶格晶体结构和表面形貌的影响机理。使用了生长中断法和表面迁移率增强法(MEE)两种不同的快门控制方法,使用MEE法可以对界面结构和界面厚度进行精确控制,同时有效抑制As/Sb间的置换过程。得出了快门中断时间、InSb界面生长时间、V族元素束流等参数对超晶格材料应变性质的影响规律,实现了对超晶格界面控制参数的优化。使用优化的生长参数,获得了晶格应变小于0.13%、表面10μm×10μm面积内粗糙度为1.7nm的高质量超晶格材料。成功制备了InAs/GaSb超晶格中、短波红外探测器和pin光电二极管,器件台面结构制备采用湿法腐蚀和电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术。湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液;干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛,包括氯基(Cl2/Ar=5/15)、氩气(Ar)和甲基(CH4/H2/Ar=15/50/5)。经过对比研究发现,湿法腐蚀中磷酸系腐蚀后台面平整、表面无残留,但是因为侧向钻蚀存在,湿法腐蚀只适用于单元红外器件制作工艺。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,适合深台阶焦平面探测器制备,干法刻蚀后的表面损伤使用磷酸系腐蚀液去除。采用了几种不同的表面钝化方法对InAs/GaSb II类超晶格器件进行钝化。钝化后漏电流密度减小三到五个数量级,性能大大提高。钝化方法包括阳极硫化加二氧化硅(SiO2)、阳极氧化加SiO2、阳极硫化加硫化锌(ZnS)和(NH4)2S化学钝化加ZnS。还提出了在InAs/GaSb II类超晶格上使用阳极氟化加ZnS的钝化方法。俄歇电子能谱测试证实了氟化的钝化效果作用在超晶格表面。I-V特性测试分析了钝化技术对抑制表面漏电流的作用,证明了钝化方法的工艺可靠性。制备出中波和短波红外探测器,对这两种探测器进行了变温光谱响应测试和成像试验。在77K温度下,中波探测器R0A为3×105Ω cm2,归一化的峰值探测率D*达到3×1010cm Hz1/2w-1。短波探测器R0A为2×106Ω cm2,归一化峰值探测率D*为1.3×1011cm Hz1/2/W。