[发明专利]一种生长高铟组分铟镓砷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子材料与器件的应用领域。具体涉及一种红外探测器材料生长的技术。

背景技术

目前，在红外探测器的研制中，为了提高In_xGa_1-xAs红外探测器的探测范围，必须提高In_xGa_1-xAs中In的组分，提高In组分必然导致In_xGa_1-xAs与InP衬底产生晶格失配，从而在In_xGa_1-xAs中产生缺陷，降低材料质量，导致探测器性能下降。为了减少晶格失配导致的缺陷，目前主要采用组分逐渐过渡的方法，即在InP衬底上生长一层与InP晶格相近的In_xGa_1-xAs，然后在每一层逐步提高In组分，直到所需要组分In_xGa_1-xAs为止，然后在其上生长需要组分In_xGa_1-xAs的材料。这样需要生长非常厚的缓冲层然后才能生长所需要组分的外延层，缓冲层厚度至少需要3微米以上。

发明内容

本发明为解决现有In_xGa_1-xAs红外探测器中由于提高In_xGa_1-xAs中In与InP衬底产生晶格失配，导致探测器性能下降，增加了缓冲层厚度的问题，提供一种生长高铟组分铟镓砷的方法。

一种生长高铟组分铟镓砷的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在InP衬底上低温生长60nm～80nm组分为In_xGa_1-xAs的缓冲层；

步骤二、在步骤一所述的低温基础上升高生长温度，温度达到520℃～550℃后恒温一至三分钟，生长与缓冲层相同组分的In_xGa_1-xAs外延层，实现生长高铟组分的铟镓砷。

本发明的原理：本发明是扩展In_xGa_1-xAs红外探测器的探测范围的应用，就是提供了一种又能够减少晶格失配引起的缺陷，又能减少缓冲层厚度的方法，缓冲层的厚度可以减至80纳米。采用在低温生长相同组分的In_xGa_1-xAs，然后在高温生长同样组分的In_xGa_1-xAs外延层，这样可以减少由于晶格失配引起的缺陷。

本发明的有益效果：本发明所述的生长高铟组分铟镓砷的方法，减少了In_xGa_1-xAs与InP衬底的晶格失配产生的缺陷密度，又不需要生长很厚的组分过渡层，缩短了生长的时间，提高外延层的质量的同时提高了生长效率。

附图说明

图1为本发明所述的生长高铟组分的铟镓砷结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、本实施方式所述的一种生长高铟组分铟镓砷的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在InP衬底上低温生长60nm～80nm组分为In_xGa_1-xAs的缓冲层；

步骤二、在步骤一所述的低温基础上升高生长温度，温度达到520℃～550℃后恒温一至三分钟，生长与缓冲层相同组分的In_xGa_1-xAs外延层，实现生长高铟组分的铟镓砷。

本实施方式中步骤一所述的缓冲层In_xGa_1-xAs低温生长的温度为420℃～450℃。

本实施方式中步骤一所述的缓冲层In_xGa_1-xAs低温生长的温度为430℃。

本实施方式中步骤二所述的温度达到530℃后恒温一分钟，生长与缓冲层相同组分的In_xGa_1-xAs外延层。

本发明采用MOCVD系统在InP衬底上低温生长一层80nm的与外延层组分相同的In_xGa_1-xAs，然后升高生长温度，在升温过程中缓冲层In_xGa_1-xAs退火重结晶，释放由晶格失配造成的应力，变成下一步生长的界面，达到530℃后继续恒温3分钟，然后在530℃生长相同组分的In_xGa_1-xAs外延层。这样就能制备高铟组分铟镓砷材料。