Supermřížková (T2SL) struktura InAs / GaSb Typ II

Ganwafer can offer GaSb epitaxní plátekse supermřížkovou strukturou typu II (T2SL). T2SL je materiál na bázi III-V skupiny 6,1Å Sb složený z InAs (6,0583 Å), GaSb (6,09593 Å) a AlSb (6,1355 Å), jejichž mřížkové konstanty jsou blízko sebe a jejich sloučeniny jsou periodicky naskládány podle určitého tloušťka vrstvy, složení a pořadí. Kvůli malému nesouladu mřížky mezi nimi lze pěstovat komplexní binární nebo ternární sloučeniny. Energetická mezera materiálů na bázi Sb a příbuzných sloučenin se pohybuje od 0,41 eV (InAs) do 1,70 eV (AlSb). Další podrobnosti o supermřížkové struktuře napnuté vrstvy typu 2 na bázi GaSb naleznete následovně:

1. Struktura InAs / GaSb T2SL

GANW200622-T2SL

Růst struktury T2SL
Podrobnosti o vrstvě	Materiál vrstvy	Tloušťka / počet monovrstev (ML)	Typ dopingu / Dopingová koncentrace	Počet období
1. vrstva: Vyrovnávací vrstva	GaSb	800 nm	p+-typ / Be: 1 x 1018 cm-3	Jedna vrstva
2. vrstva: 0,5 µm silná n+ typ, M Bariérová oblast	InAs	-	Nedopovaný	~111 období
	GaSb	-	-
3. vrstva: 2,2 µm silná, mírně dopovaná typu p (teplota dopování Be: 760 °C), oblast π	InAs	-	-	~330 období
	GaSb	-	-
	InSb	-	-
4. vrstva: 0,5 um silná, mírně dotovaná n-typu dopovaná, M-region	InAs	-	-	~54 období
	GaSb	-	-
	AlSb	-	-
	GaSb	5 ml	-
5. vrstva: 0,5 µm silná n+ typ, M Bariérová oblast	InAs	-	-	~54 období
	GaSb	-	Nedopovaný
	AlSb	-	-
	GaSb	-	-
6. vrstva: Čepice a horní kontaktní vrstva	InAs	-	n+-typ / –	Jedna vrstva

 

Podklad：3palcový GaSb (001) substrát (dopovaný typ n / Te: E16)

2. O Supermřížce InAs/GaSb typu II

Materiál InAs / GaSb T2SL, který má pásovou strukturu typu II, je tvořen vrstvením tenkých vrstev InAs a tenkých vrstev GaSb podle různých period uspořádání. Na rozhraní mezi vrstvami InAs a GaSb je horní část vodivostního pásu vrstvy InAs asi o 150 meV nižší než spodní část valenčního pásu vrstvy GaSb, čímž se vytváří heteropřechodní struktura typu II. Zakázaná šířka pásma materiálu T2SL je tvořena pásmovou mezerou mezi spodní částí elektronového mikropásku (C1) a horní částí prvního mikropásku s těžkou dírou (HH1) v Brillouinově zóně. V závislosti na tloušťce a uspořádání filmů lze teoreticky zakázanou šířku pásma supermřížky typu 2 plynule nastavovat mezi 0 a 400 meV, jak je znázorněno na obrázku níže:

Energetická pásová struktura InAs / GaSb supermřížky

3. Aplikace supermřížkové technologie typu II

Supermřížková namáhaná vrstva na bázi Sb (SLS), zejména supermřížkové materiály typu II (T2SL), má široké uplatnění v detektorech, laserech a modulátorech, zejména v oblasti infračervené detekce. Vzhledem k velkému potenciálu a výhodám se obecně má za to, že materiál T2SL může nahradit současný mainstreamový materiál HgCdTe (MCT). Vysoce kvalitní supermřížkové materiály InAs / GaSb typu II byly vypěstovány technologií molekulární epitaxe (MBE) a byly úspěšně vyvinuty vysoce výkonné supermřížkové infračervené detektory typu II pokrývající celé infračervené pásmo.

Infračervený detektor T2SL pokrývající všechny pásmo infračervené frekvence

4. Výhody InAs / GaSb T2SL

Valenční pásmo GaSb je vyšší než vodivostní pásmo materiálu InAs. Výsledkem je, že vrstvy InAs a GaSb oddělené v reálném prostoru tvoří potenciálovou jámu vodivého pásma a potenciálovou jámu valenčního pásma. Elektrony a díry jsou uzavřeny ve vrstvách InAs a GaSb. Na druhé straně, efektivní hmotnost elektronů je světlo a elektronové vlnové funkce procházejí překrytím bariérových vrstev a vytvářejí mikropáskovou strukturu. Přechody nosičů způsobené působením vnějšího infračerveného záření patří mezi mezipásmové přechody. Tato speciální pásová struktura umožňuje polovodičovým supermřížkovým materiálům typu II mít následující výhody:

1) Mezipásmové přechody mohou absorbovat normální dopad a mají vysokou kvantovou účinnost;

2) Úpravou deformace a její struktury energetického pásma je oddělení těžkých a lehkých děr velké, rekombinace Augera a související temné proudy jsou sníženy a provozní teplota supermřížkového pole ohniskové roviny typu II se zvyšuje;

3) Efektivní hmotnost elektronů je velká, což je trojnásobek HgCdTe (pro T2SL je hmotnost elektronů m_E≈0,03 m₀; pro HgCdTe je hmotnost elektronu m_E≈0,01 m₀). Tunelový proud je malý a lze dosáhnout vysoké rychlosti detekce, zejména v ultra dlouhých vlnách;

4) Nastavitelná mezera v pásmu, nastavitelná vlnová délka odezvy od krátké vlny do 30 um, může připravit krátkovlnná, střední vlna, dlouhá vlna, ultra dlouhá vlna, dvoubarevná a vícebarevná zařízení;

5) Na základě technologie růstu materiálu III-V je rovnoměrnost velkoplošného materiálu dobrá a náklady jsou nízké. Použití MBE pro růst supermřížky napnuté vrstvy typu 2 má vysoký stupeň konstrukční volnosti, snadnou kontrolu dopingu, žádné fluktuace slitiny a shlukové defekty a dobrou jednotnost detektoru ohniskové roviny.

Pro více informací nás prosím kontaktujte e-mailem na sales@ganwafer.com a tech@ganwafer.com.