WAVELENGTH EXTENDED InGaAs／InP晶格失配度达2.6%的波长扩展InGaAs／InP光电探测器结构

第２９卷第２期２０１０年４月

文章编号：１００１—９０１４（２０１０）０２—００８１—０６

红外与毫米波学报

Ｊ．ＩｎｆｒａｒｅｄＭｉｌｌｉｍ．Ｗａｖｅｓ

Ｖ０１．２９，Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ，２０１０

ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ

ＬＡＴＴＩＣＥ

ＥＸＴＥＮＤＥＤＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ

ＰＨＯＴＯＤＥＴＥＣＴＯＲＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ

ＷＩＴＨ

ＭＩＳＭＡＴＣＨ

ＵＰＴＯ２．６％

ＧＵＹｉｌ，ＬＩＣｈｅｎ９１”，ＷＡＮＧＫａｉｌ”，ＬＩＨａｏ．Ｓｉ．Ｂａｉ．Ｙｉｎｌ，

ＬＩＹａｏ．Ｙａ０１，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ．Ｇａｎ９１

（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒ

Ｉｎｆｏｒｍａｔ／ｅｓ，Ｓｈｏ吲，ａｉ

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ

２０００５０，Ｃｈｉｎａ；

ａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ

２．Ｇｒａｄｕａｔｅ

ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＢｅｉｊｉＩｌｇ

１０００３９，Ｃｈｉｎａ）

ｔＯ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎＰ．ｂａｓｅｄｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃＩｎＧａＡｓｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｇｒａｄｅｄｂｕｆｆｅｒｓｗｉｔｈｃｏｍｐａｒｅｄ

ｔｏ

ａ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｓｈｍｉｓｍａｔｃｈｇｒａｄｉｎｇ

ｒａｔｅ

ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈ

ｔｈｅ蛐ｅ

２．６％ｗｅｒｅｇｒｏｗｎｏｎＩｎＡＩＡｓ

ｏｆ１．１％斗ｍ“ｂｙｇ晒￥ｏｕｒｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ．Ｔｈｅｙｗｅｒｅ

ｗｉｔｈ１ａｔｔｉｃｅｍｉｓｗａｔｃｈｕｐ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｕｔｓｍａｌｌｅｒｌａｔｔｉｃｅｍｉｓｍａｔｃｈｏｆ１．７％ａｎｄ２．１％ｔｏｔｈｅＩＩｌＰｓｕｂｓｔｒａｔｅ．

Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｗａｆｅｒｓｗｅｒｅ

ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｐｈｏｔｏｌｕ—

ｎｆｉｎｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｄｅｖｉｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｍｏｄｅｒａｔｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｌａｒｇｅｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅｌａｘａｔｉｏｎａｎｄｆｅａｓｉ—

ｂｌｅｏｐｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ８ｈａｖｅｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｓａｂｏｕｔ２．９ｐＬｍｂｅｅｎＫｅｙ

ａｔ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

ｗｉｔｈｌａｔｔｉｃｅ

ｃｕｒｒｅｎｔ

ｍｉｓｗａｔｃｈ

ｏｆ２．６％．ｒ１１ｌｅｃｕｔ－ｏｆｆ

ｒｏｏｍ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．１１１ｅｔｙｐｉｃａｌｄａｒｋ

ｏｆ

２．５６以ａｔｒＯｏｍ

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ｈａｓ

ａｃｈｉｅｖｅｄ

ａｔ

ｒｅｖｅｒｓｅｂｉａｓｏｆ１０ｍＶｆｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ

ｌａｙｅｒ；ＩｎＧａＡｓ；ｌａｔｔｉｃｅ

ｗｉｔｈ３００ｇｌ，ｍｄｉａｍｅｔｅｒ．

ｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ；ｂｕｆｆｅｒ

ｍｉｓｍａｔｃｈ

ＣＬＣ

ｕｍｂｅｒ：ＴＮ２

Ｄｏｃｕｍｅｎｔ：Ａ

晶格失配度达２．６％的波长扩展ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ光电探测器结构

顾

溢１，

李

成１’２，

王

凯１’２，李好斯白音１，李耀耀１，

张永刚１

（１．中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室，上海２０００５０；

２．中国科学院研究生院，北京１０００３９）

摘要：利用气态源分子束外延，采用相对较高的１．１％ｐａｎ“失配度变化速率，在ＩｎＡｌＡｓ递变缓冲层上生长了晶格失配度高达２．６％的ＩｎＰ基ＩｎＧａＡｓ变形晶格探测器结构，并与采用相同结构而晶格失配度为Ｉ．７％和２．１％的探测器样品进行了比较。通过原子力显微镜、ｘ射线衍射、光致发光和器件特性测试对样品进行了表征。结果显示该晶格失配度达２．６％的探测器结构具有较好的表面形貌、较大的晶格弛豫度和理想的光学特性。器件室温截止波长

约为２．９ｐ，ｍ，直径为３００ｐ．ｍ的器件室温下在反向偏压１０ｍＶ时的暗电流为２．５６灿。

关键词：光电探测器；缓冲层；ＩｎＧａＡｓ；晶格失配

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｆｏｒｇａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ…，ｅｔｃ．ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏＨｇＣｄＴｅａｎｄａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｔｅｒ－

ｒｅｓｐｏｎｓｅ

Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ（ＰＤｓ）ｗｉｔｈ

１—３ｐ．ｍｈａｖｅｍａｎｙ

ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆ

ａｓ

ｎａｒｙ

ＩｎＧａＡｓ

ｃａｎ

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ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ

ｇｒｏｗｔｈ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈ

ｒａｎｇｅ．ＦｏｒＩｎＧａＡｓ，ａｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｍｏｒｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎＧａＡｓＰＤｓｃｏｕｌｄｂｅ

ｃａｒｌ

ｍａｔｕｒｅ

ｅａｒｔｈｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ【１。。ｓｐｅｃｉａｌｎｉｇｈｔ

ｖｉｓｉｏｎ【２ｌ，ｔｈｅｒｍｏ－

ｂｅａｐｐｌｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，

ｔｏ

ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｆｏｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ［３Ｊ，ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆｅｘｐｅｃｔｅｄ

ｈａｖｅ

ｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍ－

Ｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔｅ：２００９ ０８．１５，ｒｅｖｉｓｅｄｄａｔｅ：２００９－１２ ２８Ｆｏｕｄａｎｔｔｏｎｉｔｅｍ：ＳｕｐｐｏｒｔｅｄＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＧＵ

收稿日期：２００９－傩－１５。修回日期：２００９ １２－２８

ｂｙ

ｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆ

Ｙｉ，（１９８２一），ｍａｌｅ，Ｊｉａｎ鲫。ａｓｓｉｓｔａｎｔ

Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．６０８７６０３４）ａｎｄ９７３ｐｒｏｇｒａｍ（Ｎｏ．２００６ＣＢ６０４）

ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒ，ｒｅｓｅａｒｃｈａｒＭｉｓｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｄｅｖｉ懈．

万方数据　

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