史梦然,史梦思

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

锑化铟(InSb)是一种闪锌矿结构的III-V族化合物半导体材料,在77 K条件下,InSb的禁带宽度为0.227 eV,这种材料能够吸收易于透过大气的3～5 μm中波红外光,因此广泛应用于中波红外探测器的研制。

InSb单元或线列光伏红外器件是一个光电二极管或多个并联的光电二极管。因此,其相应的光电特性描述符合经典的半导体理论。但是由于InSb红外器件制造工艺的特点,制造出的InSb器件光电参数往往会偏离理想设计参数。为此,我们必须对实际工艺制造出的器件性能进行检测和跟踪[1-2]。

2 InSb光电二极管

InSb红外光电器件是一种典型的半导体光电二极管器件。在无光照时,其I-V特性与一般的二极管相同。有光照时,I-V特性曲线发生位移,如图1(a)所示。在光照条件下,光电二极管上流过的总电流有三部分:1)光电二极管的光生电流；2)理想的二极管电流；3)表面漏电流。

I总=-IL+ID+GS·V

图1 光电二极管的电流

其中,光电二极管的PN结受光照时引起的光生电流为IL,其方向由N区指向P区,如图1(b)所示。理想的二极管电流是光电二极管外加偏压为V时,小注入引起的PN结扩散电流ID。ID与理想的PN结反向饱和电流有关,其方向由P区流向N区,与光生电流方向相反。表面漏电流与器件表面漏电导GS有关,由器件实际制造工艺决定,与表面钝化效果或表面预处理的方法或器件制备完成后的表面清洗效果等均有关[3-4]。

3 InSb器件I-V特性测试

在实际测量中,电流即可以使用配有基本源表的半导体参数分析仪测量得到,如HP4155、HP4156等,也可以使用普通的低阻电流表直接测量。……