Elektronika 2009-05.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

Zmierzony wysoki poziom zanieczyszczenia węglem a szczególnietlenem jest głównym potencjalnym problemem dla zastosowaniawarstw w optoelektronice.Badania finansowane z projektu: Zaawansowane technologie dlapółprzewodnikowej optoelektroniki podczerwieni PBZ -MNiSW02/I/2007Literatura[1] Dutta P. S., Bhat H. L., Kumar V.: The physics and technology ofgallium antimonide: An emerging optoelectronic material. J. Appl.Phys. 81 (9), 1 May 1997, pp. 5821-5870.[2] Zongyou Yin, Xiaohong Tang: A review of energy bandgap engineeringin III-V semiconductor.alloys for mid-infrared laser applications. Solid-State Electronics, 51,(2007), pp. 6-15.[3] Aardvark A., Mason N. J., Walker P. J.: The growth of antimonidesby MOVPE. Prog. Crystal Growth and Charact., vol. 35, no3-4, pp. 207-241.[4] Dimroth F., Agert C., Bett A. W.: Journal of Crystal Growth. 248,(2003), pp. 265-273.[5] Biefeld R. M.: Materials Science and Engineering. R 36, (2002),pp. 105-142.[6] Lazzari J. L., Tournie E., Pitard F., Joullie A., Lambert B.: Mater.Sci. Eng. B 9, (1991) p. 125.Supersieci II rodzaju ze związków InAs/GaInSbdr JANUSZ KANIEWSKI, dr inż. AGATA JASIKInstytut Technologii Elektronowej, WarszawaDetekcja promieniowania w podczerwieni ma istotne znaczeniepraktyczne. Podstawowymi przykładami zastosowań są:telekomunikacja optyczna w otwartej przestrzeni, spektroskopiaw podczerwieni, analiza cieczy, ciał stałych i gazów, pirometria,skanery termiczne, bezkontaktowe pomiary wilgotności,techniki wojskowe oraz wiele innych. Są to zastosowaniabardzo różnorodne, wymagające użycia przyrządówo różnorodnej konstrukcji. Jednym z typów detektorów obecnieszeroko stosowanych są bolometry termiczne. Podstawową ichwadą jest mała szybkość reakcji, wynikająca z zasad działania.Natomiast parametry istniejących detektorów fotonowych,charakteryzujących się gigahercową szerokością pasma sąograniczone przez wiele zjawisk natury chemicznej i fizycznej.Detektory fotonowe mogą być podzielone na dwie grupy,w zależności od typu przejść optycznych: międzypasmowei wewnątrzpasmowe. Rekombinacja Augera w przypadkudetektorów międzypasmowych (głównie wykonanych zezwiązków HgCdTe) i duża szybkość termicznej generacjiw detektorach wewnątrzpasmowych QWIP (Quantum WellInfrered Photodetector) ograniczają parametry przyrządówfotonowych.Alternatywnym rozwiązaniem są detektory wykorzystującesupersieci II rodzaju (SL II) InAs/Ga(In)Sb. Ten system materiałowyma wiele właściwości, podobnych do tych, jakie obserwujesię w HgCdTe. Współczynniki absorpcji w obumateriałach, a więc grubości warstw i wydajności kwantowedetektorów z obu tych materiałów są podobne. Przyrządy wykonanez obu systemów materiałowych wykorzystują przejściamiędzypasmowe, a szerokość przerwy energetycznejmoże być tak dobrana, aby graniczna długość fali dla detektorówzmieniała się od ok. 3 do ≥25 µm [1,2].Zalety detektorów wykonanych na bazie supersieciInAs/Ga(In)As pozwalają przypuszczać, że przyrządy te mogąstać się w przyszłości konkurencyjne do detektorów zezwiązków II-VI (tabela).Zalety detektorów podczerwieni na bazie supersieci II rodzajuInAs/Ga(In)SbAdvantages of type-II InAs/Ga(In)Sb superlattices for IR detectionCharakterystykasupersieciInżynieria supersieciDuża masa efektywnaelektronuPrzejściamiędzypasmoweZaletaZmniejszenie prąduciemnego, spowodowanegoprocesami AugeraMałe prądy upływuAbsorpcja promieniowaniapadającegoprostopadleMożliwość zaprojektowaniagranicznejZmiany przerwy energetycznejdługości fali 3...20 µmPółprzewodniki III-V Duża jednorodność TanieKorzyści przywytwarzaniu detektorówi matrycWyższa temperaturapracyWysoka wykrywalnośćDuża wydajnośćkwantowa, dużaszybkośćDetektorywielobarwoweTechnologia otrzymywania supersieci InAs/Ga(In)Sb jestwe wstępnej fazie rozwoju. Główne trudności związane sąz przygotowaniem podłoży do epitaksji, optymalizacjątechnologii otrzymywania supersieci, processingiem strukturoraz ich pasywacją.Trudności te powodują, że stosunkowo mało grup zajmujesię tą tematyką. W Stanach Zjednoczonych prace koncentrująsię w CQD, Nortwestern University (M. Razeghi), University ofIowa (M. E. Flatte), Jet Propulsion Laboratory, University ofIllinois (C. Grein) oraz w firmach Rockwell, Raytheon, AirForce Research Laboratory, Wright-Petterson AFB (G. Brown,F. Szmulowicz), Naval Research Laboratory.52 ELEKTRONIKA 5/2009