[发明专利]InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法

摘要

本发明公开了属于光电器件制备技术领域的一种InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法。具体采用先制备锑含量低GaAsSb合金薄层，然后生长InAs量子点的分子束外延生长工艺制备应力自组装GaAs基InAs/GaAsSb量子点；该方法的生长过程由热力学参数决定，制得的GaAsSb合金受工艺条件影响小，成分容易控制，获得了密度可控的InAs/GaAsSb量子点，为锑化物合金基InAs量子点的在太阳能电池、光电探测器等领域的应用奠定基础。

主权项

一种InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，采用先制备锑含量低GaAsSb合金薄层，然后生长InAs量子点的分子束外延生长工艺制备应力自组装GaAs基InAs/GaAsSb量子点，具体步骤如下：a.GaAs基片脱氧处理：使用固源MBE分子束外延设备，As、Sb裂解源束流以As4和Sb4为主，用半绝缘GaAs(100)衬底，进行衬底脱氧处理；b.GaAs缓冲层的生长：在衬底脱氧完全后，首先生长180‑230nm厚的GaAs缓冲层，以减小衬底表面质量对后续生长的影响；c.GaAsSb外延层的制备：缓冲层生长结束后，关闭Ga源快门，同时保持As保护气氛，使衬底降到工艺中指定的温度，待温度达到后，关闭As快门，并打开Sb阀门和快门，使样品的GaAs表面暴露在Sb束流下20‑40秒，在Sb束流作用下，GaAs表面的部分As原子会和Sb发生置换反应，形成GaAsSb薄层；d.InAs量子点的生长：关闭Sb快门的同时，恢复As快门，同时升温或者降温到InAs生长温度，温度到后，开始沉积InAs量子点同时密切关注RHEED反射式电子衍射花样变化，以精确获得临界转变厚度；对于观察形貌的样品，InAs沉积量达临界转变后及时停止生长并降温取出；e.InAs盖层的制备：对于观察光谱的样品，在InAs生长温度下，先沉积3‑8nm低温GaAs，而后升温再沉积40‑60nm GaAs。