nBn结构InAs/GaSb超晶格中/长双波段探测器优化设计

双波段红外探测可对复杂的红外背景进行抑制，在军用目标识别、医疗诊断和污染监测等方面有重要应用价值。基于二类超晶格的双波段红外探测器在成本和性能方面具有很大的优势，成为新型红外探测器领域的研究热点。然而其暗电流和串扰会极大地影响双波段红外探测器的性能。因此，设计了nBn结构的InAs/GaSb超晶格中/长波双波段红外探测器，通过仿真比较不同结构的器件在不同偏压下的中波/长波通道的响应率和暗电流大小，分析势垒层厚度、吸收层厚度、不同区域的掺杂对暗电流和串扰的影响，从而得到最佳的模型参数达到减小暗电流和降低串扰的效果。仿真结果显示：nBn结构的中/长波双波段红外探测器在77 K下，中波通道的暗电流密度为4.5×10−5 A·cm−2，在0.3 V偏压下，2 µm处的峰值量子效率为64%，探测率可以达到3.9×1011 cm·Hz1/2·W−1；长波通道的暗电流密度为1.3×10−4 A·cm−2，在−0.3 V的偏压下，5.6 µm处的峰值量子效率为48%，探测率可以达到4.1×1011 cm·Hz1/2·W−1。相关结论可为器件设计和加工提供参考。