非深冷型量子红外探测器的优化、设计和制造

本文提出了对中红外双异质结构光伏探测器的探测率优化研究。本文把关于暗电流的简单近似分析表达式同全数字计算作了比较，并阐述了对支配暗电流的物理机制的认识。从简单的p-n结到完整的双异质结构，分析工作是逐步进行的。分析内容包括温度、双异质结构中的势垒带隙能量以及激活区中的掺杂对扩散和产生一复合机制的影响。文中对如何通过控制激活区的掺杂来提高双异质结构光伏探测器的性能作了说明。尽管如此，器件加工中出现的难点仍限制着器件的发展。例如，用于蚀刻法来加工InAs0．91Sb0.09p-i-n光伏探测器会引起台面边缘严重漏电。通过先用离子束蚀刻然后用化学蚀刻，器件的R0A特性可在低温下提高n个数量级。这种加工方法证明，探测器的性能实际上受限于空穴的扩散电流。最后，本文讨论如何用InAs／Alsb超晶格制成的n型势垒来避免空穴的扩散并改善探测器的R0A特性。