Structure de super-réseau InAs / GaSb de type II (T2SL)
Ganwafer can offer plaquette épitaxiale GaSbavec une structure de super-réseau de type II (T2SL). T2SL est un matériau à base de Sb 6.1Å du groupe III-V composé d'InAs (6.0583 Å), de GaSb (6.09593 Å) et d'AlSb (6.1355 Å) dont les constantes de réseau sont proches les unes des autres et dont les composés s'empilent périodiquement selon un certain épaisseur, composition et ordre des couches. En raison de la faible inadéquation du réseau entre eux, des composés binaires ou ternaires complexes peuvent être développés. La bande interdite des matériaux à base de Sb et des composés apparentés varie de 0,41 eV (InAs) à 1,70 eV (AlSb). Pour plus de détails sur la structure de super-réseau de couche contrainte de type 2 à base de GaSb, veuillez consulter les éléments suivants :
1. Structure InAs / GaSb T2SL
GANW200622-T2SL
| Croissance de la structure T2SL | ||||
| Détails de la couche | Matériau de la couche | Épaisseur / Nombre de monocouches (ML) | Type de dopage / Concentration de dopage | Nombre de périodes |
| 1ère couche : couche tampon | GaSb | 800nm | Type p+ / Be : 1 x1018 cm-3 | Une seule couche |
| 2e couche : 0,5 µm d'épaisseur de type n+, région de barrière M | EnAs | - | Un dopé | ~111périodes |
| GaSb | - | - | ||
| 3ème couche : 2,2 µm d'épaisseur légèrement dopée de type p (température de dopage Be : 760 °C), région π | EnAs | - | - | ~330périodes |
| GaSb | - | - | ||
| InSb | - | - | ||
| 4ème couche : 0,5 µm d'épaisseur légèrement dopé dopé de type n, région M | EnAs | - | - | ~54périodes |
| GaSb | - | - | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | 5ML | - | ||
| 5e couche : 0,5 µm d'épaisseur de type n+, région de barrière M | EnAs | - | - | ~54périodes |
| GaSb | - | Un dopé | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | - | - | ||
| 6ème couche : Couche de contact Cap & Top | EnAs | - | Type n+ / – | Une seule couche |
substrat： Substrat GaSb (001) de 3 pouces (dopé de type n / Te: E16)
2. À propos du super-réseau InAs/GaSb de type II
Le matériau InAs/GaSb T2SL, qui a une structure de bande de type II, est formé en empilant des couches minces InAs et des couches minces GaSb selon différentes périodes d'arrangement. A l'interface entre les couches InAs et GaSb, le haut de la bande de conduction de la couche InAs est inférieur d'environ 150 meV au bas de la bande de valence de la couche GaSb, formant ainsi une structure à hétérojonction de type II. La largeur de bande interdite du matériau T2SL est formée par la bande interdite entre le bas du microruban électronique (C1) et le haut du premier microruban à trous lourds (HH1) dans la zone de Brillouin. En fonction de l'épaisseur et de la disposition des films, théoriquement, la largeur de bande interdite du super-réseau de type 2 peut être ajustée en continu entre 0 et 400 meV, comme le montre la figure ci-dessous :
Structure de la bande d'énergie du super-réseau InAs / GaSb
3. Applications de la technologie de super-réseau de type II
Le super-réseau à couche contrainte (SLS) à base de Sb, en particulier les matériaux de super-réseau de type II (T2SL), a une large gamme d'applications dans les détecteurs, les lasers et les modulateurs, en particulier dans le domaine de la détection infrarouge. En raison du grand potentiel et des avantages, on pense généralement que le matériau T2SL peut remplacer le matériau HgCdTe (MCT) courant actuel. Des matériaux de super-réseau InAs / GaSb de type II de haute qualité ont été développés par la technologie d'épitaxie par faisceau moléculaire (MBE), et des détecteurs infrarouges de super-réseau de type II haute performance couvrant toute la bande infrarouge ont été développés avec succès.
Détecteur infrarouge T2SL couvrant toutes les fréquences infrarouges de bande
4. Avantages InAs / GaSb T2SL
La bande de valence de GaSb est supérieure à la bande de conduction du matériau InAs. En conséquence, les couches InAs et GaSb séparées dans l'espace réel forment respectivement un puits de potentiel en bande de conduction et un puits de potentiel en bande de valence. Les électrons et les trous sont respectivement confinés dans les couches InAs et GaSb. D'autre part, la masse effective des électrons est légère et les fonctions d'onde électronique traversent le chevauchement des couches barrières pour former une structure microruban. Les transitions de porteuses provoquées par l'action du rayonnement infrarouge externe appartiennent aux transitions interbandes. Cette structure de bande spéciale permet aux matériaux de super-réseaux semi-conducteurs de type II d'avoir les avantages suivants :
1) Les transitions inter-bandes peuvent absorber l'incidence normale et avoir une efficacité quantique élevée ;
2) En ajustant la contrainte et sa structure de bande d'énergie, la séparation des trous lourds et légers est grande, la recombinaison Auger et les courants d'obscurité associés sont réduits, et la température de fonctionnement du réseau plan focal super-réseau de type ii est augmentée ;
3) La masse effective des électrons est grande, soit trois fois celle de HgCdTe (pour T2SL, la masse des électrons est me≈0,03 m0; pour HgCdTe, la masse électronique est me≈0,01 m0). Le courant tunnel est faible et un taux de détection élevé peut être obtenu, en particulier dans les ondes ultra-longues;
4) bande interdite réglable, longueur d'onde de réponse réglable de l'onde courte à 30 um, peut préparer des appareils à ondes courtes, à ondes moyennes, à ondes longues, à ondes ultra longues, bicolores et multicolores ;
5) Basé sur la technologie de croissance des matériaux III-V, l'uniformité des matériaux sur une grande surface est bonne et le coût est faible. L'utilisation de MBE pour la croissance de super-réseaux à couche contrainte de type 2 offre un degré élevé de liberté de conception, un contrôle de dopage facile, aucune fluctuation d'alliage ni défaut de cluster, et une bonne uniformité du détecteur de plan focal.
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