微管谐振腔量子阱红外探测器制造技术

技术编号:11644742 阅读:104 留言:0更新日期:2015-06-25 03:50
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180o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

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