Elektronika 2011-10 I.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

Wavelength (µm) 1x10 18 cm -33.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7100 nmGaSb:Be p-type100 nmGaSb:Be p-type1x10 17 cm -340x9 ML InAs/10 ML GaSb:Be p-type1x10 17 cm -3Photoresponse (a.u.)0.80.4T=14KNormalized A84-14KNormalized A83 14K0.0400 350 300 250 200Energy (meV)300x60x100 nm4 μm1100μm9 ML InAs/10 ML GaSb undoped9 ML InAs:Te/10 ML GaSb n-typeGaSb:Te n-typeGaSb:Te n-type2” (100) GaAsundoped5x10 17 cm -35x10 17 cm -31x10 18 cm -3SIRys. 10. Widma fotoodpowiedzi struktury schematycznie przedstawionejna rys. 8Fig. 10. Spectrally resolved photoresponse of InAs/GaSb superlatticestructures schematically shown in Fig. 8Rys. 12. Schemat struktury detektora na bazie supersieci InAs/GaSbna GaAs wykonanej w ITEFig. 12. Schematic layer structure of InAs/GaSb superlattice detectoron GaAs fabricated at IETRys. 11. Widma fotoodpowiedzi struktur wykonanych w InstytucieFraunhofera o różnej ilości par warstw typu p [2]Fig. 11. Spectrally resolved photoresponse of InAs/GaSb superlatticestructures with different number of p-type periods. fabricated atFraunhofer Institute [2]falowej granicy ok. 5,5 μm, optymalizowane pod kątem maksymalnejsprawności powinny mieć grubość absorbera blisko 1000par warstw. Wykonanie takiej struktury jest wyjątkowo trudne zewzględu na konieczność kompensacji naprężeń mechanicznychwarstw InAs/GaSb przez odpowiednią sekwencję międzypowierzchni.Pierwsze struktury detektorowe wytwarzane w ITE były stosunkowocienkie – rys. 8. Dlatego też kolejne kroki technologicznezwiązane były z pogrubianiem warstwy absorbera.Bardzo istotną poprawę wielu parametrów detektorów podczerwieniuzyskuje się przez stosowanie mikrosoczewek z GaAs.Zastosowanie optyki immersyjnej pozwala także na poprawęwykrywalności ok. 3 i 10 razy w przypadku zastosowania odpowiedniohemisferycznych i hiperhemisferycznych. Ponadto wykonaniemonolitycznych mikrosoczewek immersyjnych bezpośredniow podłożu na którym wytworzona jest struktura pozwalana oświetlanie struktur od dołu. Taka konfiguracja pozwala nawykonanie metalicznego kontaktu elektrycznego od góry, którypełni także role zwierciadła. W detektorach o takiej geometrii promieniowaniepodczerwone przechodzi dwukrotnie przez obszarabsorbera. Rozwiązanie to jest bardzo korzystne w przypadkusupersieci II rodzaju gdy wytwarzanie supersieci wielokrotnychz InAs/GaSb jest wyjątkowo trudne.Na rysunku 12 przedstawiono schematycznie strukturę detektorana bazie supersici InAs/GaSb wytworzoną na podłożu GaAs.Przyrząd jest oświetlany od dołu. Grubość podłoża wynosi 1100μm, co pozwala na wykonanie monolitycznej mikrosoczewki immersyjnejbezpośrednio w GaAs.Ze względu na duże niedopasowanie sieciowe GaAs i GaSbkonieczne było wytworzenie grubego – 4 μm bufora z GaSb:Te na GaAs. Obszar ten pełni także rolę warstwy kontaktowejtypu n. Przyrząd ten składa się z sekwencji wartsw odwrotnejdo tej jaką stosowano w detektorach na GaSb – rys. 8. Ponadtoobszar niedomieszkowanej supersieci składa się z 300 parwarstw InAs/GaSb. Oznacza to, że po wytworzeniu metalicznejwarstwy kontaktowo-zwierciadlanej na górze, efektywnie detektorbędzie absorbował promieniowanie w 600 parach warstwsupersieci.Pomiary dyfrakcji rentgenowskiej wskazuje na dobrą jakośćstruktury. Z dopasowania symulacji do eksperymentu wynika,że warstwy InAs i GaSb mają grubość odpowiednio 9 i 10 ML,a międzypowierzchnie są naprzeminnie typu GaAs i InSb o grubościachróżniących się 2 razy.Wszystkie omawiane struktury zostały przekazane do „processing”i pomiarów w VIGO SystemPraca była finansowana w ramach projektu PBZ-MNiSW-02/I/2007 pt. „Zaawansowane technologie dla półprzewodnikowejoptoelektroniki podczerwieni”.Literatura[1] Rehm R., M. Walther, J. Schmitz, J. Fleißner, F. Fuchs, J. Ziegler, W.Cabanski: InAs/GaSb superlattice focal plane arrays for high-resolutionthermal imaging. Proc. SPIE vol. 5957, pp. 595707-1 – 595707-8, 2005.[2] Rehm R., M. Walther, J. Schmitz, F. Rutz, J. Fleißner, R. Scheibner,J. Ziegler: InAs/GaSb superlattices for advanced infrared focal planearrays. Infrared Phys. Technol. vol. 52, pp. 344-347, 2009.Elektronika 10/2011 21