[发明专利]InAs/InSb复合型量子点及其生长方法

说明书

一种InAs/InSb复合型量子点及其生长方法，该生长方法包括对衬底进行脱氧处理，得到第一衬底；在第一衬底上生长缓冲层；在缓冲层上生长InAs/InSb复合型量子点层；在InAs/InSb复合型量子点层上生长盖层，即完成所述InAs/InSb复合型量子点的生长。本发明采用新型的外延方式生长InAs/InSb复合型量子点，有效规避了InAsSb量子点外延时带来的表面活性剂效应，获得了良好的量子点形貌，同时也实现了量子点的能级改善，便于实现获得发光质量良好的长波长量子点。

技术领域

本发明涉及涉及半导体技术领域，具体涉及一种InAs/InSb复合型量子点及其生长方法。

背景技术

随着光纤通讯和高速信息化的发展，半导体激光器作为光纤通信的光源，对其性能的要求越来越高。基于GaAs衬底材料外延的InAs量子点激光器由于三维量子限制效应，展现出了低阈值电流密度、高微分增益、高温度稳定性、高调制速度以及低的频率啁啾效应等优势，成为了光通讯传输光源的优秀选择。然而由于能带结构的限制，InAs量子点激光器的室温发光波长极限大约在1310nm附近，难以到达目前最佳的光纤传输低损耗窗口1550nm。因此，让量子点激光器的发光波长进一步红移成为了量子点研究的重要方向。

实现量子点发光波长红移的一种新型方式就是采用InAsSb量子点来取代InAs量子点，利用InAsSb更窄的带隙结构(0.106eV)来实现波长的红移，然而由于InAsSb相对于GaAs衬底更大的晶格失配度，当其作为量子点材料时，往往在淀积量较低时，量子点就达到了饱和，这一点也就限制了InAsSb作为量子点材料的发光波长，而且Sb的表面活性剂效应也会使量子点形貌恶化，形成量子短线削弱量子点的三维量子限制效应从而使得量子点的光学效应下降。因此，如何缓和释放InAsSb带来的大晶格失配和如何规避Sb元素带来的表面活性剂效应成为了InAsSb量子点研究的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种InAs/InSb复合型量子点及其生长方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种InAs/InSb复合型量子点的生长方法，包括：

对衬底进行脱氧处理，得到第一衬底；

在第一衬底上生长缓冲层；

在缓冲层上生长InAs/InSb复合型量子点层；

在InAs/InSb复合型量子点层上生长盖层，即完成所述InAs/InSb复合型量子点的生长。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种InAs/InSb复合型量子点，采用如上所述的生长方法获得。

基于上述技术方案可知，本发明的InAs/InSb复合型量子点及其生长方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)本发明采用新型的外延方式生长InAs/InSb复合型量子点，有效规避了InAsSb量子点外延时带来的表面活性剂效应，获得了良好的量子点形貌，同时也实现了量子点的能级改善，便于实现获得发光质量良好的长波长量子点；

(2)本发明中，先外延生长2ML(ML指单原子层)的InAs量子点，再在已经成岛的InAs量子点上外延InAs/InSb复合型量子点，这一条思路解决了InAsSb量子点由于应力大而容易过早饱和的问题，实现了大淀积量的量子点外延，为波长进一步红移奠定了基础；

(3)本发明中选取的量子点生长温度515-525℃以及2ML InAs的淀积量以及盖层的GaAs低高温混合生长都是实验优化的结果，按照实验优化的生长参数进一步调节InAs/InSb复合型量子点中的InAs层厚度，InSb层厚度，生长周期数可以进一步改善该复合型量子点的发光波长以及发光效率。

附图说明