微管谐振腔量子阱红外探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种微管谐振腔量子阱红外探测器，自下而上依次包括：衬底、缓冲层、牺牲层、金属下电极、金属上电极、螺旋管状的功能薄膜层，其中，螺旋管状功能薄膜层由应力层、下电极层、腐蚀阻挡层、量子阱层、减薄层组成。本发明专利技术将量子阱内嵌在微管的管壁中，利用谐振腔的共振原理，将入射光限制在管壁中并沿其传播从而被量子阱吸收。本发明专利技术的优点：一、光耦合能力强，能够将入射光限制在管壁中形成共振增强，从而提高量子阱的吸收，改善器件灵敏度和量子效率；二、更宽的探测视角，微管的螺旋结构能够接受180°方向内入射光；三、微管的直径可调性，便于用户设计，简单的腐蚀即可获得不同直径微管以满足器件不同探测波长需求。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种微管谐振腔量子阱红外探测器，它包括衬底(1)、缓冲层(2)、牺牲层(3)、金属下电极(4)、金属上电极(5)、螺旋微管状的功能薄膜层(6)，其特征在于，所述的红外探测器的结构自下而上的顺序依次为：衬底(1)、缓冲层(2)、牺牲层(3)、金属下电极(4)、金属上电极(5)、螺旋微管状的功能薄膜层(6)，其中：所述的衬底(1)为GaAs(100)衬底；所述的缓冲层(2)为n型掺杂的GaAs缓冲层，厚度范围为50‑300nm，掺杂浓度范围为1×1017cm‑3到1×1019cm‑3；所述的牺牲层(3)为AlAs牺牲层，厚度范围为10‑80nm；所述的金属下电极(4)和金属上电极(5)为AuGe/Ni/Au的多层金属层，厚度范围分别为AuGe 50‑150nm、Ni 10‑30nm和Au 200‑600nm；所述的螺旋管状的功能薄膜层(6)自下而上的顺序依次为：应力层(6‑1)、下电极层(6‑2)、腐蚀阻挡层(6‑3)、量子阱层(6‑4)和减薄层(6‑5)，螺旋管状功能薄膜层(6)的单圈总厚度控制在小于400nm，其中：所述的应力层(6‑1)为In0.2Al0.2Ga0.6As层，厚度范围为10‑30nm；所述的下电极层(6‑2)为n型掺杂的GaAs层，厚度范围为30‑100nm，掺杂浓度范围为1×1017cm‑3到1×1019cm‑3；所述的腐蚀阻挡层(6‑3)为AlAs层，厚度范围为2‑5nm；所述的量子阱层(6‑4)为多个周期的GaAs/AlGaAs量子阱层，周期数范围为1‑5个，量子阱的响应峰由设计的需求可以覆盖4‑18μm，其中，单个周期量子阱由一个GaAs势阱和一个AlGaAs势垒组成，单周期的厚度一般控制在20‑50nm；所述的减薄层(6‑5)由多个周期的GaAs/AlAs层组成，周期数范围为1‑8个，其中，每个周期包含一个n型掺杂的GaAs层和一个AlAs层，两者的厚度范围分别为GaAs 20‑200nm和AlAs 1‑3nm，GaAs的掺杂浓度范围为1×1017cm‑3到1×1019cm‑3。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆卫，王晗，甄红楼，梅永丰，黄高山，李宁，陈效双，景友亮，李梁，李梦瑶，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31