GaSb/InSb/InP 红外探测器结构的 MOCVD 生长及红外特性讨论目前,在红外通讯、气体监测、遥感技术等领域,对 3-5μm 波段的半导体红外探测器均有着迫切的需求。而非制冷红外探测器因无须制冷设备而便于实现器件的集成化与探测系统的轻量化,具有低功耗、低成本、良好的稳定性等优势,因此具有重要的应用前景。InSb 作为一种窄禁带半导体材料,在量子效率、响应速度等方面优势明显,因此是制备红外探测器的一种理想材料。但是 InSb 内的复合机制导致相关器件的输出噪声过高,因而难以满足非制冷红外探测器的进展要求。为了解决 InSb 红外探测器在室温下高复合噪声的问题,本文提出采纳 GaSb与 InP 两种禁带较宽的材料分别作为 P 层与 N 层,制备一种 GaSb/InSb/InP 异质PIN 结构。在这种结构中,P 层 GaSb 与 N 层 InP 分别传输空穴与电子;非故意掺杂的 InSb 材料作为 I 层,负责吸收红外辐射并产生非平衡载流子,从而形成光电流。这种异质 PIN 结构具有两个明显的优势:首先,由于 GaSb 与 InP 两种材料的禁带宽度较大,复合机制的复合率通常远小于 InSb 材料,使得光生载流子在 P 层与 N 层中具有更长的寿命。这不仅能够降低探测器内部由于复合机制而引发的噪声电流,同时能够提升器件的量子效率。同时,GaSb 与 InP 两种材料在与 InSb 材料形成异质结时,分别在导带一侧与价带一侧引入 0.52 eV 以及 0.98 eV 的带阶,从而形成有效的电子势垒及空穴势垒,能够限制 I 层 In Sb 材料内载流子的扩散运动,从而可以降低扩散效应引起的噪声电流。此外,在相应的反偏压条件下,I 层达到全耗尽条件,在反偏电压的少子抽取作用下,I 层内自由载流子的浓度很低,因此俄歇复合率也较低,从而在一定程度上能够降低俄歇复合效应产生的暗电流。对 GaSb/InSb/InP 红外探测器结构的讨论主要分为建模仿真与实验生长两个部分。在器件的建模与仿真过程中采纳 Silvaco TCAD 仿真工具,从载流子连续性方程入手,结合漂移扩散模型,在能带的抛物线近似下对器件的工作特性进行分析,得到器件的简化能带模型与载流子分布情况。同时对器件结构的红外吸收特性与暗电流机制进行深化分析,计算出器件的截止波长为 6.8μm,并指出在外延层缺陷浓度较高时限制器件性能的主要因素是肖克莱-瑞德复合机制。在实验生长讨论中,采纳金属有机化合物气相沉积（MOCVD）技术,通过对比实验的方法对 InSb、InP 两个外延层生长过程中,生长温度、反应室压...
