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InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

姚官生,  张利学,  张向锋,  张亮,  张磊

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姚官生, 张利学, 张向锋, 张亮, 张磊. InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(3): 951-954.
引用本文: 姚官生, 张利学, 张向锋, 张亮, 张磊. InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(3): 951-954.
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Yao Guansheng, Zhang Lixue, Zhang Xiangfeng, Zhang Liang, Zhang Lei. Mesa etching process for InAs/GaSb SLs grown by MBE[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3): 951-954.
Citation: Yao Guansheng, Zhang Lixue, Zhang Xiangfeng, Zhang Liang, Zhang Lei. Mesa etching process for InAs/GaSb SLs grown by MBE[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3): 951-954.
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InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

  • 1.

    中国空空导弹研究院,河南洛阳471009;

  • 2.

    红外探测器技术航空科技重点实验室,河南洛阳471009;

  • 3.

    西北工业大学,陕西西安710072

基金项目: 

国家自然科学基金(61205056)

详细信息
    作者简介:

    姚官生(1982-), 男,硕士,主要从事红外材料与器件方面的研究.Email:caojian820919@163.com

  • 中图分类号: TN304

Mesa etching process for InAs/GaSb SLs grown by MBE

  • 1.

    China Airborne Missile Academy,Luoyang 471009,China;

  • 2.

    Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Infrared Detector,Luoyang 471009,China;

  • 3.

    Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710072,China

  • 摘要: InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀.研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定.采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98104 cm2.
    Abstract: Dry etching and wet etching were usually used in the mesa etching process of InAs/GaSb SLs. Three kinds of etch atmosphere(Cl2 based, Ar based and CH4 based)were studied in inductively coupled plasma(ICP) dry etching. The results show that the CH4 based atmosphere give much more smooth surface and less etch pits according to the SEM measurement. Then wet etching was introduced to eliminate the etching damage of ICP dry etching, tartaric acid based etchant and phosphoric acid based etchant, were studied. It was found that the phosphoric acid based etchant gave better result to remove etching damage, and provide a more stable etching rate. InAs/GaSb SLs photodiodes by standard photolithographic procedures were fabricated using this etching recipe. The diodes exhibits a high breakdown voltage and low leakage current, the measurement result reveals a dynamic impedance values of R0A =1.98104 cm2 at 77 K.
  • [1] Rogalski A, Antoszewski J, Faraone L. Third-generation infrared photodetector arrays[J]. J Appl Phys, 2009, 105(091101): 1-44.
    [2]
    [3] Guo Jie, Liu Yingkai, Peng Zhenyu, et al. Sulphur passivation of type Ⅱ InAs/GaSb superlattice MWIR photodiodes[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(9): 1614-1617.(in Chinese)
    [4]
    [5]
    [6] Cabanski W, Munzberg M, Rode W, et al. Third generation focal plane array IR detection modules and applications[C]//SPIE, 2005, 5783: 340-348.
    [7]
    [8] Kim H S, Plis E, Rodriguez J B, et al. Mid-IR focal plane array based on type-II InAs/GaSb strain layer superlattice detector with nBn design[J]. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183502.
    [9]
    [10] Xu Yingqiang, Tang Bao, Wang Guowei, et al. 2-5m InAs/GaSb superlattices infrared photodetector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011,40(8): 1403-1406.
    [11] Walthera M, Schmitza J, Rehma R, et al. Growth of InAs/GaSb short-period superlattices for highresolution mid-wavelength infrared focal plane array detectors[J]. Journal of Crystal Growth, 2005, 278: 156-161.
    [12]
    [13]
    [14] Chen Huijuan, Guo Jie, Ding Jiaxin, et al. Study of mesa etching for a InAs/GaSb superlattice infrared detector[J]. Micronanoelectronic Technology, 2008, 45(5): 298-301.
    [15] Zhang Xiangfeng, Zhang Lixue, Zhang Hongfei, et al. Study on ICP dry etching of GaSb and InAs/GaSb super lattices[C]//SPIE, 2012, 8419: 84191C1-8.
    [16]
    [17] Chen Yongyuan, Deng Jun, Shi Yanli, et al. ICP etching in InAs/GaSb typeⅡsuperlattice infrared detector material[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 433-437. (in Chinese)
    [18]
    [19]
    [20] Partha Dutta, Jeffery Langer, Vinay Bhagwat, et al. Dry etching, surface passivation and capping processes for antimonide based photodetectors[C]//SPIE, 2005, 5783: 98-105.
    [21]
    [22] Behr D, Wagner J, Schmitz J, et al. Resnant raman scattering and spectral ellipsometry on InAs/GaSb superlattices with different interfaces[J]. Appl Phys Lett, 1994, 65: 2972-2974.
    [23] Andrew D Hood. Surface passivation and performance characteris-tics of type-II InAs/GaSb superlattice infrared photodetectors for focal plane arrays[D]. Evanston: Northwestern University, 2007: 95-96.
  • [1] 张杰, 黄敏, 党晓玲, 刘益新, 陈颖超, 陈建新.  锑化物超晶格红外探测器研究进展与发展趋势 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230153-1-20230153-11. doi: 10.3788/IRLA20230153
    [2] 刘文婧, 祝连庆, 张东亮, 郑显通, 杨懿琛, 王文杰, 柳渊, 鹿利单, 刘铭.  nBn结构InAs/GaSb超晶格中/长双波段探测器优化设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20220837-1-20220837-13. doi: 10.3788/IRLA20220837
    [3] 郝宏玥, 吴东海, 徐应强, 王国伟, 蒋洞微, 牛智川.  高性能锑化物超晶格中红外探测器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220106-1-20220106-10. doi: 10.3788/IRLA20220106
    [4] 孙侨东, 黄鑫宇, 林润峰, 彭追日, 徐浪浪, 叶镭.  石墨烯摩尔超晶格的近场纳米成像（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20211118-1-20211118-3. doi: 10.3788/IRLA20211118
    [5] 张春芳, 柳渊, 巩明亮, 刘炳锋, 龚蕊芯, 刘家伯, 安和平, 张东亮, 郑显通, 鹿利单, 冯玉林, 祝连庆.  势垒型InAs/InAsSb II类超晶格红外探测器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220667-1-20220667-16. doi: 10.3788/IRLA20220667
    [6] 李俊斌, 刘爱民, 蒋志, 杨晋, 杨雯, 孔金丞, 李东升, 李艳辉, 周旭昌.  InAs/GaSb超晶格长波红外探测器暗电流特性分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210399-1-20210399-8. doi: 10.3788/IRLA20210399
    [7] 吕衍秋, 彭震宇, 曹先存, 何英杰, 李墨, 孟超, 朱旭波.  320×256 InAs/GaSb超晶格中/短波双色探测器组件研制 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0103007-0103007(5). doi: 10.3788/IRLA202049.0103007
    [8] 朱旭波, 彭震宇, 曹先存, 何英杰, 姚官生, 陶飞, 张利学, 丁嘉欣, 李墨, 张亮, 王雯, 吕衍秋.  InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色红外焦平面探测器 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1104001-1104001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1104001
    [9] 班雪峰, 赵懿昊, 王翠鸾, 刘素平, 马骁宇.  808 nm半导体分布反馈激光器的光栅设计与制作 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1105003-1105003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1105003
    [10] 戴萌曦, 李潇, 石柱, 代千, 宋海智, 汤自新, 蒲建波.  多级倍增超晶格InGaAs雪崩光电二级管的增益-噪声特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 520009-0520009(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0520009
    [11] 李平, 李淘, 邓双燕, 李雪, 邵秀梅, 唐恒敬, 龚海梅.  不同退火处理的台面型In0.83Ga0.17As pin光电二极管暗电流分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 520002-0520002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0520002
    [12] 刘昕男, 端木庆铎, 王国政, 孙洪涛.  温度对Si-MCP电化学腐蚀过程中空穴输运的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2774-2777.
    [13] 韩军, 范琳琳, 刘欢.  Al膜的微孔阵列湿法腐蚀技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3055-3060.
    [14] 沈祥伟, 吕衍秋, 刘炜, 曹先存, 何英杰.  InSb 红外焦平面阵列探测器湿法刻蚀 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2805-2809.
    [15] 郭杰, 张小雷, 段剑金, 郝瑞亭, 许林.  InAs/GaSb 超晶格中波红外二极管的IV 特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2116-2119.
    [16] 程吉凤, 朱耀明, 唐恒敬, 李雪, 邵秀梅, 李淘.  ICP刻蚀InGaAs的微观损伤机制研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2186-2189.
    [17] 田超群, 魏冬寒, 刘磊, 高婷, 赵博, 李辉, 曲轶.  中红外半导体激光器GaSb基材料的刻蚀研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3363-3366.
    [18] 陈永远, 邓军, 史衍丽, 苗霈, 杨利鹏.  InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料的ICP刻蚀 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 433-437.
    [19] 徐庆庆, 陈建新, 周易, 李天兴, 金巨鹏, 林春, 何力.  InAs/GaSb II类超晶格中波红外探测器 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 7-9.
    [20] 魏鹏, 朱耀明, 邓洪海, 唐恒敬, 李雪, 张永刚, 龚海梅.  台面型InP/InGaAs PIN 光伏探测器的p-InP低阻欧姆接触 . 红外与激光工程, 2011, 40(12): 2309-2313.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-08
  • 修回日期:  2014-08-11
  • 刊出日期:  2015-03-25

InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

  • 1. 中国空空导弹研究院,河南洛阳471009;
  • 2. 红外探测器技术航空科技重点实验室,河南洛阳471009;
  • 3. 西北工业大学,陕西西安710072
    • 作者简介:

    姚官生(1982-), 男,硕士,主要从事红外材料与器件方面的研究.Email:caojian820919@163.com

  • 收稿日期: 2014-07-08
  • 修回日期: 2014-08-11
  • 刊出日期: 2015-03-25
基金项目:

国家自然科学基金(61205056)

  • 中图分类号: TN304

摘要: InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀.研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定.采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98104 cm2.

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