[发明专利]一种分子束外延生长长波红外超晶格界面的优化方法

权利要求书

1.一种分子束外延生长长波红外InAs/InAsSb超晶格界面的优化方法，其中，包括以下步骤：

A、获取外延生长的基准温度以及测定生长程序所需要的各源炉束流及温度值；

B、根据基准温度将GaSb衬底的温度进行调节，准备运行长波红外InAs/InAsSb超晶格材料的生长程序；

C、编辑并优化该长波红外InAs/InAsSb超晶格材料的生长程序并运行；

其中，编辑生长程序的步骤包括：

①生长锑化镓缓冲层，为铍掺杂，开Ga、Sb、Be快门，其余快门关闭；

②设置衬底温度，开Sb快门，其余快门关闭；

③保持衬底温度不变生长锑化镓缓冲层，为铍掺杂，开Ga、Sb、Be快门，其余快门关闭；

④保持衬底温度不变，生长Sb/28MLs InAs/Sb/7MLsInAs_0.48Sb_0.52超晶格结构，作为P型接触层，其中每个周期的InAs层进行Be掺杂，按生长步骤开In、As、Sb、Be快门，其余快门关闭；

⑤保持衬底温度不变，生长Sb/28MLs InAs/Sb/7MLsInAs_0.48Sb_0.52超晶格结构，作为弱p型吸收层，其中每个周期的InAs层进行Be掺杂，按生长步骤开In、As、Sb、Be快门，其余快门关闭；

⑥保持衬底温度不变，生长Sb/28MLs InAs/Sb/7MLsInAs_0.48Sb_0.52超晶格结构，作为N型接触层，其中每个周期的InAs层进行Si掺杂，按生长步骤开In、As、Sb、Si快门，其余快门关闭；

⑦生长InAs掺Si盖层，开In、As、Si快门，其余快门关闭；

⑧打开As气氛保护直到衬底温度降至一定温度时关闭As保护并继续降温，开As快门，其余快门关闭；完成生长程序的编辑。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其中，步骤A包括以下步骤：

A1、将锑化镓衬底先后在进样室及缓冲室中进行除气；

A2、测定生长程序所需要的各源炉束流及温度值；

A3、将经过除气的锑化镓衬底送入生长室，在锑气氛保护下进行升温并在该温度下进行脱氧；

A4、将经过脱氧的锑化镓衬底进行降温，并在该温度下生长锑化镓缓冲层；

A5、待锑化镓缓冲层生长完毕后，将锑化镓衬底温度继续降温，通过观察锑化镓表面的再构变化，待锑化镓衬底表面的×3再构转变为×5再构并保持不变后，升高锑化镓衬底温度直到锑化镓衬底表面的×5再构重新转变为×3再构时，将该温度定为锑化镓的再构转变温度Tc，并将Tc作为基准温度。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其中，在步骤A5中，观察锑化镓表面的再构变化时，使用反射高能电子衍射装置。

4.根据权利要求1所述的优化方法，其中，步骤B中锑化镓衬底的温度调节为Tc+110℃。

5.根据权利要求1所述的优化方法，其中，步骤C中，长波红外InAs/InAsSb超晶格生长过程中采用的V族元素束流与III族元素束流的比值分别为：As/In＝6，Sb/In＝4。

6.根据权利要求5所述的优化方法，其中，长波红外InAs/InAsSb超晶格的生长温度为Tc-10℃。

7.根据权利要求6所述的优化方法，其中，长波红外InAs/InAsSb超晶格生长时采用的生长速度分别为：InAs＝0.4MLs/s，InAsSb＝0.4MLs/s。

8.根据权利要求7所述的优化方法，其中，长波红外InAs/InAsSb超晶格中的InAsSb-on-InAs界面采用Sb束流为Sb/In＝4的Sb元素浸润法，Sb浸润时长3s，来形成Sb组分突变的陡峭界面。

9.根据权利要求7所述的优化方法，其中，长波红外InAs/InAsSb超晶格中的InAs-on-InAsSb界面采用Sb束流为Sb/In＝4的Sb元素浸润法，Sb浸润时长3s，来形成Sb组分突变的陡峭界面。