Оптимизация параметров фотоприемников дальнего ИК диапазона на основе гетероструктур GaAs/AlGaAs с внутренней фотоэмиссией

Abstract

В работе представлены результаты разработки, исследования и оптимизации параметров фотоприемников дальнего ИК диапазона на основе структур с внутренней фотоэмиссией представленных на рисунке 1. Легированные бериллием слои GaAs служат эмиттерами носителей заряда. Фотовозбужденные в эмиттере носители переносятся через барьер на границе с нелегированными барьерными слоями AlGaAs. Преимущество данного типа приемников в сравнении с приемниками на основе структур с квантовыми ямами аналогичной архитектуры состоит в: - возможности регистрации ИК излучения в широком диапазоне, граница спектральной чувствительности может варьироваться от 5 до 200 мкм, путем варьирования состава алюминия в барьерных слоях AlGaAs. - высокой квантовая эффективности; - регистрации излучения при прямой засветке без необходимости изготовления дифракционных элементов ввода излучения; - возможность оптимизации фотоэлектрических параметров с использованием с интерференционных эффектов внутри структуры; [1]. В данной работе рассматриваются структуры с pтипом проводимости в эмитирующих слоях GaAs легированная бериллием. Барьерные слои AlGaAs не легированы. Одним из путей повышения эффективности данного типа фотоприемников состоит в создании дополнительных условий для максимального поглощения принимаемого излучения. При этом возможны несколько вариантов: введение дополнительных буферных слоев необходимой конфигурации, использование легированной подложки и другое. В работе рассматривается первый вариант. Расчетным путем показано, что введение в подложку, перед выращиванием фоточувствительных слоев, буферных зон (spacer) определенной конфигурации приводит к увеличению чувствительности фотоприемников. Результаты расчета приведены на следующем рисунке [2]. На рисунке показано влияние буферных слоев различного типа проводимости, n и p типа с разной концентрацией уровня легирования, на поглощение излучения в фоточувствительной структуре. Полученные результаты показывают возможность увеличения эффективности работы фотоприемников различной модификации и с разной спектральной чувствительностью путем использованием дополнительных буферных слоев.