[实用新型]双色红外探测器

说明书

本实用新型公开了一种双色红外探测器，其包括层叠设置的中波长红外探测器和长波长红外探测器，所述中波长红外探测器的中波通道吸收层为P型InAs/InAsSb超晶格或P型InAsP/InAsSb超晶格，所述长波长红外探测器的长波通道吸收层为P型InAs/GaSb超晶格，所述中波长红外探测器的中波通道势垒层和所述长波长红外探测器的长波通道势垒层均为N型InPSb/InAs超晶格。本实用新型的双色红外探测器的中波通道吸收层采用了InAs/InAsSb或InAsP/InAsSb超晶格，长波通道吸收层采用了InAs/GaSb超晶格，如此保证了各波段器件的最佳性能。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，具体地讲，涉及一种双色红外探测器。

背景技术

红外辐射探测是红外技术的重要组成部分，广泛应用于热成像、卫星遥感、气体监测、光通讯、光谱分析等领域。锑化物二类超晶格(InAs/GaSb或 InAs/InAsSb)红外探测器由于具有均匀性好、俄歇复合率低、波长调节范围大等特点被认为是制备第三代红外探测器最理想的选择之一。相对于碲镉汞红外探测器(HgCdTe)，它的均匀性重复性更好、成本更低、在长波甚长波段性能更好；相对于量子阱红外探测器(QWIP)，它的量子效率更高、暗电流更小、工艺更简单。目前，锑化物二类超晶格红外探测器业已实现产业化。

此外，在长波长探测波段(8～12μm)，成熟的锑化物超晶格器件结构中基本都使用InAs/GaSb超晶格作为吸收区，因为InAs/GaSb超晶格容易找到与其匹配的异质结构，且在长波波段吸收系数大。而在中波长探测波段(3～5μm)，目前性能最佳的探测器使用的是InAs/InAsSb超晶格，因为在中波波段与InAs/GaSb 超晶格相比，InAs/InAsSb超晶格吸收系数更大，少子寿命更长。

能够同时探测两个红外波段信息的双色探测器具有更大的吸引力。双色探测器可以获得目标的绝对温度，抑制背景干扰，增加探测和识别距离，降低虚警率。双色红外探测器一般采用两个PN结背靠背放在一起的形式，每个PN结对应一个吸收波段。正偏压时一个波段工作，反偏压时另一个波段工作。对于能同时探测中波长和长波长信号的双色探测器，目前吸收区均采用的是 InAs/GaSb超晶格。然而，这样的结构会使得双色探测器探测中波的性能不能达到最佳。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种中波通道吸收层由P型InAs/InAsSb超晶格或P型InAsP/InAsSb超晶格制作而非 InAs/GaSb超晶格制作的双色红外探测器。

根据本实用新型的实施例的一方面提供的双色红外探测器，其包括层叠设置的中波长红外探测器和长波长红外探测器，所述中波长红外探测器的中波通道吸收层为P型InAs/InAsSb超晶格或P型InAsP/InAsSb超晶格，所述长波长红外探测器的长波通道吸收层为P型InAs/GaSb超晶格，所述中波长红外探测器的中波通道势垒层和所述长波长红外探测器的长波通道势垒层均为N型 InPSb/InAs超晶格。

在上述一方面提供的双色红外探测器的一个示例中，所述中波长红外探测器还包括中波通道接触层、中波通道连接层，所述中波通道吸收层、所述中波通道势垒层以及所述中波通道连接层依序层叠于所述中波通道接触层上；所述长波长红外探测器还包括：长波通道连接层、长波通道接触层，所述长波通道连接层、所述长波通道势垒层、所述长波通道吸收层以及所述长波通道接触层依序层叠于所述中波通道连接层上；所述双色红外探测器还包括：第一电极和第二电极，所述第一电极设置于所述中波通道接触层上，所述第二电极设置于所述长波通道接触层上。

在上述一方面提供的双色红外探测器的一个示例中，所述中波通道势垒层的有效带宽大于所述中波通道吸收层的有效带宽，且所述中波通道势垒层的导带与所述中波通道吸收层的导带平齐。

在上述一方面提供的双色红外探测器的一个示例中，所述长波通道势垒层的有效带宽大于所述长波通道吸收层的有效带宽，且所述长波通道势垒层的导带与所述长波通道吸收层的导带平齐。