[发明专利]宽频带长波响应的GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，该红外探测器包括由下而上顺次设置的GaAs衬底、GaAs底接触层，所述的GaAs底接触层包括凸起的台形结构，在所述台形结构上顺次设置有多量子阱层MQW、GaAs顶接触层和上电极，在所述所述的GaAs底接触层上还设置有下电极；所述的多量子阱层MQW为周期交替生长的Al_xGa_1-xAs层和GaAs层；

所述量子阱层MQW的交替生长周期为40-60，其中GaAs层厚度为4.7nm，Si掺杂浓度为0.6-1*10^18cm^-3；Al_xGa_1-xAs层厚度为21nm，不掺杂，势垒高度由Al_xGa_1-xAs中的Al组分x决定，x的取值为0.29-0.31；

所述的GaAs底接触层的Si掺杂浓度为0.5-2*10^18cm^-3,厚度为1μm；

其中所述的GaAs顶接触层的Si掺杂浓度为0.5-2*10^18cm^-3,厚度为0.5μm。

2.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，所述量子阱层MQW的交替生长周期为50。

3.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，所述量子阱层MQW中GaAs层的Si掺杂浓度为7*10^17cm^-3。

4.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，所述Al_xGa_1-xAs层中的Al组分x，x的取值为0.29。

5.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，所述的GaAs底接触层的Si掺杂浓度为1*10^18cm^-3。

6.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，其特征在于，其中所述的GaAs顶接触层的Si的掺杂浓度为1*10^18cm^-3。

7.如权利要求1所述宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器的制备方法，包括步骤如下：

（1）在所述GaAs衬底上利用分子束外延方法依次制备生长出GaAs底接触层、GaAs/Al_xGa_1-xAs MQW多量子阱层

（2）在所述MQW多量子阱层上制备GaAs顶接触层；

（3）利用现有的刻蚀技术在上述制备的晶片上刻蚀到GaAs底接触层表面，形成台面结构；

（4）采用蒸镀方法，分别在GaAs顶接触层上制备上电极，在GaAs底接触层表面上制备下电极，并引出导线。

8.如权利要求7所述的宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器的制备方法，其特征在于，所述台面结构的表面积为200*200μm。

9.如权利要求1所述一种宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器，在8-14μm长波段的宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器的应用：

所述宽频带长波响应的GaAs/Al_xGa_1-xAs量子阱红外探测器对红外辐射的探测是基于导带内子带间的光跃迁；当有外界红外辐射式，量子阱内子带间产生共振吸收，电子被激发到激发态，激发的电子隧穿出势垒形成热电子，引起材料电导变化，垂直于量子阱加偏压后则收集到红外辐射引起的热电流从而探测到外界的信息。