Page 112 - 《真空与低温》2025年第3期

尉鹏举等：InAs/GaSbⅡ类超晶格多色红外探测器降低串音影响的研究进展 383

Ti/Pt/Au 了双波段 NMπP－PπMN 型中长波双色红外探测
[39]
8 MLs InAs/6 MLs Gasb 中 器 。在 77 K，中波峰值量子效率为 32%，长波峰
波
通 值量子效率为 27%，50% 截止波长分别为 4.7 μm
8 MLs InAs/6 MLs Gasb 道
和 7.9 μm。中波信号在+2 V 偏压下饱和，暗电流
AlGaSb 密度为 0.06 A/cm ，长波信号在−1.4 V 偏压下饱和，
2
2
长 暗电流密度为 8.7 A/cm 。
15 MLs InAs/8 MLs GaSb
波
通 2013 年，美国西北大学采用 NMπP-PπMN 背
15 MLs InAs/8 MLs GaSb 道
Ti/Pt/Au 靠背结构制备了 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格中长波双
GaSb 缓冲层 色红外探测器。测得中波通道的截止波长为 5.2 μm，
在 2~4 μm 范围内的量子效率为 40%~55%，长波通
GaSb 衬底
道的截止波长为 11.2 μm，在 5~9 μm 范围内的量子
效率可达到 30%。测得中波通道和长波通道的探
图 8 中长波双色探测器结构图
1/2
11
测率分别为 10 cm·Hz /W 和 10 cm·Hz /W。如
1/2
13
Fig. 8 Structure diagram of medium and long wave two-color
图 10 所示为该结构焦平面在中波和长波的成像图，
detector
中 波 通 道 与 长 波 通 道 的 噪 声 等 效 温 差 分 别为
2017 年，中国科学院半导体研究所成功制备 10 mK 和 30 mK，即具有很高的灵敏度 。
[40]

3.0 70
300 mV 300 mV
0 mV 0 mV
2.5 −30 mV 60 −30 mV
−90 mV −40 mV
−100 mV 50 −50 mV
（A·W −1 ） 1.5 −120 mV 量子效率/% 40 −70 mV
−110 mV
−60 mV
2.0
−130 mV
−80 mV
−140 mV
−90 mV
−100 mV
−150 mV
响应度/ 1.0 −300 mV 30 −110 mV
−120 mV
20
−130 mV
0.5 10 −140 mV
−150 mV
−300 mV
0 0
2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 14
波长/μm 波长/μm
（a）不同偏压下的中波与长波通道的光响应率 （b）不同偏压下的中波与长波通道的量子效率
图 9 器件的响应度和量子效率
Fig. 9 The responsivity and quantum efficiency of the device

2022 年，华北光电技术研究所制备出了中长
波双色探测器 ，中波波段光谱响应为 3.5~4.8 μm，
[41]
长波波段光谱响应为 7.5~9.5 μm，噪声等效温差中
波为 28.8 mK、长波为 38.8 mK，盲元率中波为 1.2%、
长波为 1.3%。完成了成像演示，成像质量良好，如
图 11 所示 [41] ，为双色红外探测器工程化应用奠定
了基础。

2.5 长波/长波双色红外探测器
MWIR LWIR
2012 年，中国科学院半导体研究所采用两个
（a）中波通道 （b）长波通道 背靠的 BπMN 结构制备了长波双色红外探测，器
[42]
图 10 美国西北大学中波/长波双色焦平面成像图 件结构和能带结构如图 12 所示 ，通过设计 M 型
Fig. 10 Mid-wave/longwave two-color focal plane imaging at 势垒结构来有效抑制 G-R 电流和隧穿电流，在两
Northwestern University 通道中间用 AlGaSb 结构作为势垒层阻挡电子的隧