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InAs/Ga(In)Sb超晶格具有第二类型能带排列方式,它的能带结构可以通过改变InAs层和GaSb层的厚度或者设计合适的势垒层得到调整,从而使得这个材料体系的禁带宽度有着很大的调整余地,理论上可以通过调整它的禁带宽度使得探测器的探测截止波长在2-30μm之间。本文对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料与器件进行了理论和实验研究。利用包络函数近似的8带k·p理论建模,应用有限元法对InAs/GaSb超晶格红外探测的的能带结构进行了计算,得出了超晶格能带在不同组分厚度,周期数以及InAs与GaSb厚度比时的值,并分析能带随着上述因素的变化趋势。超晶格周期在20-30个周期之间时,探测器的探测截止波长随周期数的增加而增加,30-70周期之间,看不到探测截止波长的增加。随着超晶格周期厚度的增加,探测截止波长总趋势是增加的,但是这种增加呈现周期性震荡,在一个小周期内,随着超晶格周期厚度的增加,探测截止波长反而有少量的减少。随着超晶格中的InAs层的增加,探测器的探测截止波长变长。用掩模、光刻、腐蚀、蒸镀、压焊以及分装等标准半导体加工工艺制作了PIN红外探测器件,探索了器件制作工艺参数,着重研究了不同腐蚀液体系对材料体系的腐蚀效果和腐蚀速率。酒石酸体系的腐蚀液中,HF浓度增加,腐蚀液对超晶格的腐蚀速率也急剧的增加,但是当400mL的腐蚀液中HF的含量超过0.4mL时,HF的浓度增加不能再增加腐蚀液的腐蚀速度,可见HF只是起到催化剂的作用,并不作为反应物质影响反应过程。H2O2浓度对腐蚀速率的影响是正向的,随着H2O2浓度的增加腐蚀速率呈线性增加。但是,H2O2浓度太高会氧化光刻胶,这样就会影响腐蚀出的台面图形,不利于后续器件制作的过程。通过对比发现选用4mL的H2O2浓度图形最佳。酒石酸+盐酸体系在室温下对InAs的腐蚀速率为56nm/Min,对GaSb的腐蚀速率为340nm/Min,对7ML/7ML超晶格腐蚀速率为96nm/Min,对14ML/7ML的超晶格材料的腐蚀速率为74nm/Min。通过对器件I-V特性测试分析得出,在外置电压V<-0.5V时,器件处于负向饱和状态,在这个阶段,主要是由于扩散到过渡区的少子在pn结的结区电场作用下穿过过渡区,形成扩散电流。此时的反向抽取电流就是反向饱和电流,大小为-J0=-2.3nA。当反偏电压-0.5V<Vbia<0V时,电流随着电压呈指数形式增长,一般情况下,这里的电流为产生暗电流,此时,热产生电流起到暗电流的主导作用。当外加电压0V<Vbia<Va时,正向电压增加了耗尽层中的载流子浓度,所以此时耗尽层中,电子和空穴复合的机会增加。通过复合使载流子浓度重新达到热平衡,这些额外由于正向电流带来的载流子无法越过势垒,而通过产生—复合中心相互复合而消失。通过对器件的暗电流谱和黑体辐射下光电响应实验结果分析得出,在λ=3.6μm时,35K的测试温度下所辐射到器件光敏面能量全部吸收时,所制作的两个器件的探测率D*分别为3.0×1014 cmHz1/2W和1.5×1014 cmHz1/2W。通过对器件的C-V特性曲线的分析得出两器件的开启电压分别为0.1V和0.5V。