室溫操作的InAs/GaAs 量子點紅外線偵測器

室溫操作的 InAs/GaAs 量子點紅外線偵測器

研究生 洪政先 指導教授 李嗣涔博士 台大電子所 A-si/Poly-Si TFT 實驗室 http://amorphous.ee.ntu.edu.tw/ 在過去幾年，因為國防和商業的用途發展，AlGaAs/GaAs 量子井紅外線偵測 器和 InAs/GaAs 量子點紅外線偵測器已經被廣泛的研究。AlGaAs/GaAs 量子井紅 外線偵測器最高僅能夠操作在 100K 左右。InAs/GaAs 量子點紅外線偵測器最吸 引人的地方為可以偵測中遠紅外線和其高溫操作的表現。本實驗室利用高能障差 的材料(Al0.3Ga0.7As)作為量子點偵測器的電流阻擋層，使其能夠在高溫(≧250K) 下操作在 2.5-7μm 範圍。 我們利用固態源分子束磊晶、S-K 成長方式成長 InAs/GaAs 自我形成量子點 於 GaAs(100)基版上，成長完樣品之後，偵測器製作成 100μm x100μm 大小的 面積，經曝光、顯影、蝕刻、蒸鍍金屬等步驟，完成了如右圖的結構：量測工分 成兩部分，一部份是利用 HP4145B semiconductor parameteranalyzer 來作 I-V 的量測工作，另外一部份利用 Perkin-Elmer S2000 Fourier transform infrared spectroscope 來量測響應圖。 下圖所示，下圖為變溫情況下的暗電流，溫度從10K到300K，我們可以看的 出來，當溫度超過250K時，背景輻射造成的電流超過250K的暗電流，其背景限制 溫度為250K，右圖所示，為變溫零偏壓下對於不同波長的響應度，250k的峰值偵 測度為2.4x108 cm Hz1/2 /W。