Работа посвящена созданию и исследованию широкополосных фотоприемников с удаленной подложкой и двухспектральных фотоприемников, фоточувствительных в средней инфракрасной области спектра λ=3-5 мкм, работающих в интервале температур 77-350 К. Фотодиоды были получены на основе двойных гетроструктур с фоточувствительными областями InAs и InAsSb, выращенных на подложках n-InAs (100) методом ЖФЭ. Постростовая обработка проводилась при комбинировании методик плазмо-химического и мокрого травлений, включая селективное химическое травление. В ходе работы были разработаны: конструкции матричного широкополосного фотоприемника с удаленной подложкой и разделенными одиночными элементами; двухспектрального фотоприемника флип-чип конструкции с фоточувствительными областями, расположенными с одной стороны подложки и двухспектрального фотоприемника с фоточувствительными областями, расположенными с разных сторон подложки; а также фотошаблоны, обеспечивающие постростовую обработку и возможность последующей сборки предложенных конструкций. В ходе работы были выполнены исследования и проведен анализ фотоэлектрических свойств разработанных фотоприемников и показано, что: - удаление подложки приводит к получению широкополосного спектра фотоответа, который характеризуется пологим спадом в коротковолновой области с квантовой эффективностью около 0.5 (λ = 2 мкм, Т = 80-250 К), а также увеличению токовой чувствительности в максимуме спектра фотоответа. При этом, температурные зависимости длинноволновой границы фоточувствительности λ0.5 аппроксимируются функцией, имеющий вид, характерный для эмпирической формулы, описывающей температурное изменение ширины запрещенной зоны InAs с коэффициентом 0.28 мэВ/К; - в двухспектральных фотоприемниках фоточувствительность в максимумах спектра (3.3 и 4.0 мкм) для фотодиодов, снабженных иммерсионными линзами с диаметром открытой части 3.2 мм, составляла 1.3 (QE=0.52) и 1 (QE=0.3) А/Вт, а обнаружительная способность 4 и 2 ×10¹⁰ cмГц¹/²Вт ⁻¹ соответственно, что близко к значениям для одноволновых фотодиодов и открывает перспективу использования разработанного подхода для изготовления двухволновых матриц, работающих при комнатной температуре в диапазоне длин волн 3-4 мкм.

This work is devoted to the creation and study of double-spectral and matrix photodetectors with a remote substrate based on InAs and its solid solutions for operation in the mid-IR region of the spectrum, in a wide temperature range. The samples were grown on n-InAs (100) substrates (n = 2 × 10¹⁶ cm⁻³) by liquid-phase epitaxy. Post-growth processing was carried out by lithography methods: dry, wet etching, their combinations; methods of selective chemical etching. In the course of the work, the current-voltage characteristics, photoresponse and electroluminescence spectra of the obtained experimental samples were analyzed in a wide temperature range of 80 - 400 K. It was demonstrated that removing the substrate from the samples resulted in a broadband spectrum, which is characterized by a gentle drop in the short-wavelength region with a quantum efficiency of about 0.5 (λ = 2 μm, T = 80-250 K), as well as an increase in the current sensitivity at the maximum of the photoresponse spectrum. Two-spectral photodetectors of the "flip-chip" design with immersion lenses demonstrated the value of the quantum efficiency 0.52 and 0.3, while the calculated value of the detectability for wavelengths 3.3 and 4 μm was 4 and 2 × 10¹⁰ cmHz¹/² W⁻¹, respectively, which is close to the values for single-wave PDs. The obtained results apply the investigated photodetectors as photosensitive components of photodetectors for gas analysis, ratio pyrometers and Earth remote sensing systems.