[发明专利]一种GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜的分子束外延生长方法

摘要

一种GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜的分子束外延生长方法，它涉及一种GaAs基多量子阱薄膜的生长方法。本发明解决现有GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜中薄膜与衬底间较大的晶格失配度，导致在衬底上生长的InAs1-xSbx/InSb薄膜表面粗糙度大、晶体质量低与光电性能差。本发明的方法：利用间歇式生长方法在GaAs衬底由下至上依次生长GaAs、低温InSb、常温InSb和InAs(1-x)/2Sb(1+x)/2缓冲层，及多量子阱薄膜。本发明薄膜粗糙度达5.12nm；D-XRD出现七级卫星峰，半峰宽225～248秒；室温截止波长达10μm；可制光电探测器。

主权项

一种GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜的分子束外延生长方法，其特征在于GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜的分子束外延生长方法是通过以下步骤实现的：一、除气、脱氧化膜：将GaAs衬底加热至400℃，然后保温除气50～90min，然后再升温至610～630℃，保温10～20min；二、生长GaAs缓冲层：控制GaAs衬底温度为580～600℃，Ga束流为6×10-7mbar，As束流为1.2×10-5mbar，生长时间为18～22min；三、生长低温InSb缓冲层：控制GaAs衬底温度为300℃，控制In的生长速率为200nm/h，In与Sb4的束流比为0.85∶1，生长时间为8～12min；四、生长常温InSb缓冲层：控制衬底温度为400℃，控制In的生长速率为1μm/h，In与Sb4的束流比为1∶2，生长时间为50～70min；五：生长InAs(1-x)/2Sb(1+x)/2缓冲层：控制衬底温度为420℃，保持步骤四中的In和Sb4束流不变，调整As2的束流，使As2与In的束流比为0＜As2/In＜0.65，生长时间为100～150min得InAs(1-x)/2Sb(1+x)/2缓冲层，其中0.5＜x＜1；六、生长InAs1-xSbx/InSb单周期量子阱薄膜：控制衬底温度为420℃，保持步骤五的In和Sb4束流不变，调整As2的束流，使As2与In的束流比为0＜As2/In＜1.3，生长70～75s，然后关闭In、As2和Sb4源炉，再打开In和Sb4源炉，控制In和Sb4束流为步骤五的束流，生长70～75s得InAs1-xSbx/InSb单周期量子阱薄膜，其中0.5＜x＜1；七、生长InAs1-xSbx/InSbn周期量子阱薄膜：重复步骤六的操作n-1次，得GaAs基InAs1-xSbx/InSb n周期量子阱薄膜，即GaAs基InAs1-xSbx/InSb多量子阱薄膜，其中，n＝25～35，0.5＜x＜1；其中步骤二至步骤六中采用间歇式生长方式。