Cấu trúc siêu mạng InAs / GaSb Loại II (T2SL)

Sb based Type II Superlattice wafer

Cấu trúc siêu mạng InAs / GaSb Loại II (T2SL)

Ganwafer can offer Tấm wafer hình chóp GaSbvới cấu trúc siêu mạng loại II (T2SL). T2SL là vật liệu dựa trên Sb nhóm III-V 6.1Å bao gồm InAs (6.0583 Å), GaSb (6.09593 Å) và AlSb (6.1355 Å) có hằng số mạng gần nhau và các hợp chất của chúng được xếp chồng lên nhau theo chu kỳ độ dày lớp, thành phần và thứ tự. Do sự không phù hợp mạng tinh thể nhỏ giữa chúng, các hợp chất nhị phân hoặc bậc ba phức tạp có thể được phát triển. Khoảng trống năng lượng của vật liệu dựa trên Sb và các hợp chất liên quan nằm trong khoảng từ 0,41eV (InAs) đến 1,70eV (AlSb). Chi tiết hơn về cấu trúc siêu mạng lớp chịu lực loại 2 dựa trên GaSb vui lòng xem như sau:

1. Cấu trúc InAs / GaSb T2SL

GANW200622-T2SL

Tăng trưởng cấu trúc T2SL
Chi tiết lớp Vật liệu lớp Độ dày / Không của lớp đơn lớp (ML) Loại doping / Nồng độ doping Không có khoảng thời gian
Lớp thứ nhất: Lớp đệm GaSb 800nm p + -type / Be: 1 x1018 cm-3 Lớp đơn
Lớp thứ 2: dày 0,5µm loại n +, vùng rào cản M InAs - Un-pha tạp ~ 111period
GaSb - -
Lớp thứ 3: dày 2,2µm pha tạp loại p (Nhiệt độ pha tạp: 760 ° C), vùng π InAs - - ~ 330period
GaSb - -
InSb - -
Lớp thứ 4: dày 0,5µm pha tạp loại n nhẹ, vùng M InAs - - ~ 54period
GaSb - -
AlSb - -
GaSb 5ML -
Lớp thứ 5: loại n + dày 0,5µm, vùng rào cản M InAs - - ~ 54period
GaSb - Un-pha tạp
AlSb - -
GaSb - -
Lớp thứ 6: Nắp và lớp tiếp xúc trên cùng InAs - n + -type / - Lớp đơn

 

bề mặt: Chất nền 3 inch GaSb (001) (pha tạp loại n / Te: E16)

2. Giới thiệu về Siêu mạng InAs / GaSb Loại II

Vật liệu InAs / GaSb T2SL, có cấu trúc dải loại II, được hình thành bằng cách xếp chồng các màng mỏng InAs và màng mỏng GaSb theo các khoảng thời gian sắp xếp khác nhau. Tại mặt phân cách giữa các lớp InAs và GaSb, đỉnh vùng dẫn của lớp InAs thấp hơn khoảng 150 meV so với đáy vùng hóa trị của lớp GaSb, do đó hình thành cấu trúc dị liên kết loại II. Độ rộng vùng cấm của vật liệu T2SL được hình thành bởi khoảng cách vùng cấm giữa phần dưới của microstrip điện tử (C1) và phần trên của microstrip lỗ nặng đầu tiên (HH1) trong vùng Brillouin. Tùy thuộc vào độ dày và sự sắp xếp của các màng, về mặt lý thuyết, độ rộng dải cấm của siêu mạng loại 2 có thể được điều chỉnh liên tục trong khoảng từ 0 đến 400 meV, như thể hiện trong Hình dưới đây:

Energy Band Structure of InAs / GaSb Superlattice

Cấu trúc dải năng lượng của siêu mạng InAs / GaSb

3. Các ứng dụng của công nghệ siêu mạng loại II

Siêu mạng ứng suất dựa trên Sb (SLS), đặc biệt là vật liệu siêu mạng loại II (T2SL), có nhiều ứng dụng trong máy dò, laser và bộ điều chế, đặc biệt là trong lĩnh vực phát hiện tia hồng ngoại. Do tiềm năng và lợi thế to lớn, người ta tin rằng vật liệu T2SL có thể thay thế vật liệu HgCdTe (MCT) chủ đạo hiện nay. Vật liệu siêu mạng InAs / GaSb loại II chất lượng cao đã được phát triển bằng công nghệ biểu mô chùm tia phân tử (MBE) và đầu dò hồng ngoại siêu mạng loại II hiệu suất cao bao phủ toàn bộ dải hồng ngoại đã được phát triển thành công.

T2SL Infrared Detector Covering All Band Infrared Frequency

Đầu báo hồng ngoại T2SL phủ sóng tần số hồng ngoại tất cả các băng tần

4. Ưu điểm của InAs / GaSb T2SL

Vùng hóa trị của GaSb cao hơn vùng dẫn của vật liệu InAs. Kết quả là, các lớp InAs và GaSb tách ra trong không gian thực tạo thành giếng thế vùng dẫn và giếng thế vùng hóa trị tương ứng. Các electron và lỗ trống lần lượt được giới hạn trong các lớp InAs và GaSb. Mặt khác, khối lượng hiệu dụng của các điện tử là ánh sáng, và các hàm sóng điện tử truyền qua sự chồng lên nhau của các lớp rào cản để tạo thành cấu trúc microstrip. Sự chuyển đổi của sóng mang do tác động của bức xạ hồng ngoại bên ngoài thuộc về sự chuyển đổi giữa các băng tần. Cấu trúc dải đặc biệt này cho phép vật liệu siêu mạng bán dẫn loại II có những ưu điểm sau:

1) Sự chuyển đổi giữa các băng tần có thể hấp thụ tỷ lệ phát sinh bình thường và có hiệu suất lượng tử cao;

2) Bằng cách điều chỉnh biến dạng và cấu trúc dải năng lượng của nó, sự phân tách các lỗ nặng và lỗ sáng là lớn, sự tái kết hợp Auger và các dòng tối liên quan được giảm xuống, và tăng nhiệt độ hoạt động của mảng mặt phẳng tiêu siêu mạng loại I;

3) Khối lượng hiệu dụng của electron lớn, gấp ba lần khối lượng của HgCdTe (đối với T2SL, khối lượng electron là me≈0,03 m0; đối với HgCdTe, khối lượng electron là me≈0,01 m0). Dòng điện trong đường hầm nhỏ, và có thể thu được tốc độ phát hiện cao, đặc biệt là trong sóng siêu dài;

4) Khoảng cách vùng cấm có thể điều chỉnh, bước sóng đáp ứng có thể điều chỉnh từ sóng ngắn đến 30 um, có thể chuẩn bị các thiết bị sóng ngắn, sóng trung, sóng dài, sóng cực dài, hai màu và nhiều màu;

5) Dựa trên công nghệ tăng trưởng nguyên liệu III-V, độ đồng đều nguyên liệu trên diện tích lớn là tốt và chi phí thấp. Sử dụng MBE để tăng trưởng siêu mạng lớp căng thẳng loại 2 có mức độ tự do thiết kế cao, kiểm soát pha tạp dễ dàng, không có dao động hợp kim và khuyết tật cụm, và tính đồng nhất của máy dò mặt phẳng tiêu cự tốt.

Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email sales@ganwafer.comtech@ganwafer.com.

Chia sẻ bài này