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发布时间：2023-11-28 16:13:26 来源：文档文库
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第４６卷 第５期 ２０１６年５月 激光与红外 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｖｏｌ＿４６．Ｎｏ．５ Ｍａｙ，２０１６ 文章编号：１００１－５０７８（２０１６）０５－０５２２－０５ ·综述与评论· ＩｎＳｂ材料的表征 计雨辰，王小龙 （华北光电技术研究所，北京１０００１５） 摘要：ＩｎＳｂ为直接带隙半导体材料，禁带宽度７７ Ｋ时为０．２３２ ｅＶ，在３～５ Ｉｘｍ红外探测器 上有着重要的应用。本文介绍了ＩｎＳｂ晶体材料应用及制备的发展情况，对ＩｎＳｂ材料的晶体 结构、热学性质、机械性能、光学性质和电学性质的表征进行了叙述。根据ＩｎＳｂ材料的基本特 性，对其制备发展过程中将可能出现的问题和研究方向进行了预测。 关键词：ＩｎＳｂ；半导体；材料表征 中图分类号：ＴＮ２１３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５０７８．２０１６．０５．００２ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＩｎＳｂ ｍａｔｅｒｉａｌ ＪＩ Ｙｕ—ｃｈｅｎ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｌｏｎｇ （Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎＳｂ ｉｓ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｂａｎｄ—ｇａｐ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄ ｉｔｓ ｅｎｅｒｇｙ ｇａｐ ｉｓ ０．２３２ ｅＶ ａｔ ７７ Ｋ，ＳＯ ｉｔ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍ· ｐｏｒｔａｎｔ￣ｂｒｉｃｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ３—５ Ｉｘｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＩｎＳｂ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏ— ｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｒｙｓｔｌ ｓｔａｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｐｅ￣ｙ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｐｒｏｐｅ￣ｙ ｏｆ ＩｎＳｂ ａｌｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ＩｎＳｂ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩｎＳｂ；ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ １ 引 言 现的。ＩｎＳｂ材料由于其军事上的应用，很少有制备 技术相关的报道，目前，国外公开报道的ＩｎＳｂ单晶 自１９５２年Ｗｅｌｋｅｒ＿１ 发现ＩＩＩ—Ｖ族化合物的半 导体材料特性后，人们逐渐对ＩＩＩ—Ｖ族化合物，尤 其是ＩｎＳｂ材料的性质展开研究 Ｊ。ＩｎＳｂ的禁带宽 直径最大为６ ｉｎ、氧化层厚度小于２０Ａ，总体厚度变 化小于７ ｍ，可用于制备中波焦平面红外探 测器 。 ２ ＩｎＳｂ晶体生长 度在７７ Ｋ时为０．２３２ ｅＶ ，可用于制备３—５ Ｉｘｍ 中波红外探测器，目前，ＩｎＳｂ探测器已由最早的单 元光敏器件发展到现在的２０４８×２０４８焦平面阵 列 。另一方面，由于ＩｎＳｂ的电子迁移率很大（室 温下约为ｓｉ的５５倍 ），在磁场下的反应速度快， ＩｎＳｂ晶体为二元金属间化合物，将合适化学计 量比的金属Ｉｎ和Ｓｂ在熔融状态下混合，冷却后可 得到ＩｎＳｂ多晶料，单晶体通常采用直拉法生长，如 图１中所示 Ｊ。ＩｎＳｂ单晶体的方向由籽晶控制，通 过缓慢提拉某种晶向的籽晶，可以得到具有特定晶 向的ＩｎＳｂ单晶体，再经过定向切割、研磨、抛光最终 获得ＩｎＳｂ晶片。 在霍尔和电磁传感器上有广泛的应用。而且，ＩｎＳｂ 相比于其他ＩＩＩ—Ｖ材料熔点和组份的蒸汽压低，易 于制备，常被用于做基础物理研究，Ｂｕｒｓｔｅｉｎ．Ｍｏｓｓ效 应、小面效应等物理现象最初都是在ＩｎＳｂ材料中发 作者简介：计雨辰（１９８８一），男，硕士，助理工程师，研究方向为ＩｎＳｂ晶体生长。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｊｉ０３６＠１６３．ｅｏｍ 收稿日期：２０１５－０９—
