nBn结构InAs/GaSb超晶格中/长双波段探测器优化设计

作     者：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 Liu Wenjing;Zhu Lianqing;Zhang Dongliang;Zheng Xiantong;Yang Yichen;Wang Wenjie;Liu Yuan;Lu Lidan;Liu Ming

作者机构：北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 华北光电技术研究所北京100015 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2023年第52卷第9期

页      面：73-85页

核心收录：

学科分类：1101[军事学-军事思想及军事历史] 080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62105039) 北京学者计划研究项目(BJXZ2021-012-00046) 北京教育委员会研究项目(KM202111232019) 北京信息科技大学研究项目(2022XJJO7) 

主　　题：红外探测器 双波段 nBn InAs/GaSb超晶格 暗电流 

摘      要：双波段红外探测可对复杂的红外背景进行抑制,在军用目标识别、医疗诊断和污染监测等方面有重要应用价值。基于二类超晶格的双波段红外探测器在成本和性能方面具有很大的优势,成为新型红外探测器领域的研究热点。然而其暗电流和串扰会极大地影响双波段红外探测器的性能。因此,设计了nBn结构的InAs/GaSb超晶格中/长波双波段红外探测器,通过仿真比较不同结构的器件在不同偏压下的中波/长波通道的响应率和暗电流大小,分析势垒层厚度、吸收层厚度、不同区域的掺杂对暗电流和串扰的影响,从而得到最佳的模型参数达到减小暗电流和降低串扰的效果。仿真结果显示:nBn结构的中/长波双波段红外探测器在77 K下,中波通道的暗电流密度为4.5×10^(-5)A·cm^(-2),在0.3 V偏压下,2μm处的峰值量子效率为64%,探测率可以达到3.9×10^(11)cm·Hz^(1/2)·W^(-1);长波通道的暗电流密度为1.3×10^(-4)A·cm^(-2),在-0.3 V的偏压下,5.6μm处的峰值量子效率为48%,探测率可以达到4.1×10^(11)cm·Hz^(1/2)·W^(-1)。相关结论可为器件设计和加工提供参考。