基于PL mapping技术的中波InAs/GaSb II类超晶格空间均匀性研究 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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基于PL mapping技术的中波InAs/GaSb II类超晶格空间均匀性研究
作者: irglass 时间: 2023-03-15 浏览:503 次

        近期,我室2020级硕士研究生石张勇(第一作者)、沈祥研究员(通讯作者)联合浙江超晶晟锐光电有限公司王庶民研究员(共同通讯作者)和在Journal of Alloys and Compounds(IF:6.371)上发表了题为“Photoluminescence mapping of mid-wave infrared InAs/GaSb type II superlattice: Influence of materials and processes on spatial uniformity”【Journal of Alloys and Compounds 947(2023)169410】的研究论文。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.169410

       近年来,InAs/GaSb II类超晶格(T2SL)红外焦平面探测器备受国内外探测器公司和各大高校的广泛关注,红外焦平面阵列(FPA)探测器的成像性能很大程度上受到InAs/GaSb T2SL空间不均匀性的限制。从根本上讲,这种不均匀性是由材料和/或工艺波动所造成的。因此,揭示材料和工艺对探测器响应均匀性的影响对于准确检测和评估以提高FPA探测器的成像性能是非常必要的。在这项工作中,利用了空间分辨光致发光(PL)映射技术首次研究了材料和工艺对空间均匀性的影响。

       InAs/GaSb II类超晶格的外延片通过分子束外延(MBE)生长,并将其分成四组样品,其中两个不做工艺,另外两个做刻蚀和刻蚀加钝化工艺,四组样品差异如图1所示。此工作成功地从材料和工艺角度对中波InAs/GaSb T2SL样品进行了调制PL映射分析。在典型的焦平面像素尺度上获得了样品在PL峰值能量、线宽和积分强度方面的空间均匀性信息。通过对这三个量的统计分析,获得了不均匀性的定量结果。结果表明,材料影响占均匀性的29%,工艺波动对均匀性的影响占71%。从PL积分强度角度看(积分强度mapping图如图2所示)刻蚀工艺使得不均匀性提高2.44倍,SiO2钝化工艺可以减少不均匀性,并恢复工艺前平面结构的均匀性水平,直接证明了钝化工艺可以提高响应均匀性。本工作可以为探测器制造企业和研究机构提供关于优化InAs/GaSb II类超晶格材料生长、优化焦平面探测器制造工艺的准确思路,为红外焦平面探测器成像质量优化工程提供参考。

图1:四组样品差异示意图

图2:四组样品的积分强度mapping图