Sb浸润界面对InAs/InAsSb超晶格晶体结构和探测器性能的影响

摘要

采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了PIN型长波红外28 ML InAs/7 ML InAs0.48Sb0.52超晶格探测器材料,研究了Sb浸润界面对其表面形貌、晶体结构和光电性能的影响。结果发现:相对于无界面控制的超晶格,采用Sb浸润界面的超晶格表面更平整,表面粗糙度仅为1.28;超晶格晶体结构更完整,界面起伏明显减小,与衬底的晶格失配度由3.26%减小到2.97%。InAs/InAsSb超晶格探测器的50%截止波长为10μm,量子效率为3.1%;Sb浸润界面的超晶格具有更低的暗电流和更高的微分阻抗,-50 mV偏压下暗电流密度为0.12 A/cm^ 2,零偏阻抗面积乘积(R 0A)为0.44Ω·cm^2,计算得到探测率为5.06×10^7 cm·Hz 1/2/W。Sb浸润界面有效抑制了Sb的扩散,提高了超晶格的晶体质量和探测性能,但失配应力依然很大。这些结果为高质量长波红外InAs/InAsSb超晶格的界面生长提供了依据。