InAs/GaSb 응력초격자를 이용한 적외선검출소자의 제작 및 특성 연구 (Fabrication and Device Characteristics of Infrared Photodetector Based on InAs/GaSb Strained-Layer Superlattice)

서지정보

· 발행기관 : 한국진공학회
· 수록지 정보 : Applied Science and Convergence Technology / 18권 / 2호 / 108 ~ 115페이지
· 저자명 : 김준오, 신현욱, 최정우, 이상준, 김창수, 노삼규

초록

50 주기의 InAs/GaSb (8/8-ML) 제2형 응력초격자 (SLS)를 활성층에 탑재한 초격자 적외선검출소자 (SLIP) 구조를 MBE 방법으로 성장하고, 직경 200 μm의 개구면을 가지는 SLIP 개별소자를 시험 제작하였다. 고분해능 투과전자현미경 (TEM) 이미지의 휘도분포와 X선회절 (XRD) 곡선의 위성피크의 분석 결과는 SLS 활성층은 균일한 층두께와 주기적 응력변형을 유지하는 급격한 계면의 초격자임을 입증하였다. 흑체복사 적외선 광원을 이용하여 측정한 입사파장 및 인가전압에 따른 반응도 (R)와 검출률 (D*)로부터, 차단파장은 ~5 μm이고 최대 R과 D* (λ=3.25 μm)는 각각 ~103 mA/W (-0.6 V/13 K)와 ~109 cm.Hz1/2/W (0 V/13 K)임을 보였다. 반응도의 온도의존성으로부터 분석한 활성화에너지 275 meV는 광반응 과정에 개입되어 있는 가전대 및 전도대 부준위 사이의 에너지 간격 (HH1-C)과 잘 일치하였다.

영어초록

The superlattice infrared photodetector (SLIP) with an active layer of 8/8-ML InAs/GaSb type-II strained-layer superlattice (SLS) of 150 periods was grown by MBE technique, and the proto-type discrete device was defined with an aperture of 200-μm diameter. The contrast profile of the transmission electron microscope (TEM) image and the satellite peak in the x-ray diffraction (XRD) rocking curve show that the SLS active layer keeps abrupt interfaces with a uniform thickness and a periodic strain. The wavelength and the bias-voltage dependences of responsivity (R) and detectivity (D*) measured by a blackbody radiation source give that the cutoff wavelength is ~5 μm, and the maximum R and D* (λ=3.25 μm) are ~103 mA/W (-0.6 V/13 K) and ~109 cm.Hz1/2/W (0 V/13 K), respectively. The activation energy of 275 meV analyzed from the temperature dependent responsivity is in good agreement with the energy difference between two SLS subblevels of conduction and valence bands (HH1-C) involving in the photoresponse process.

참고자료

· 없음