[发明专利]一种多元化合物组分渐变层的分子束外延生长方法

权利要求书

1.一种多元化合物组分渐变层的分子束外延生长方法，其特征在于，所述多元化合物组分渐变层的化学式为A_xB_1-xC，其中A为In元素并且B为Ga元素，在所述多元化合物组分渐变层的厚度范围内，x根据预期组分变化函数关系从x₁渐变为x₂，0x₁, x₂1，并且x₁≠x₂，所述方法包括：

获取元素B在预设固定源炉温度下的分子束外延束流速率；

获取元素A的分子束外延束流速率随元素A的源炉温度变化的第一函数关系；

根据预设规则将所述多元化合物组分渐变层的厚度范围划分为n个子区域，n≥1，所述预设规则用于使得：划分为n个子区域后，在针对每个子区域计算确定元素A的生长工艺参数的情况下，在所述多元化合物组分渐变层的整个厚度范围内的x生长组分变化函数关系与所述预期组分变化函数关系之间的差异小于预设阈值，所述x生长组分变化函数关系表示对所述多元化合物组分渐变层的厚度范围进行划分并且按照划分后的每一个子区域确定对应的生长工艺参数的情况下的x生长组分在所述多元化合物组分渐变层的厚度范围内的变化关系；

针对所述n个子区域中的每一个子区域，分别基于该子区域对应的厚度、该子区域两端处对应的元素A的预期组分，并且结合所述第一函数关系和元素B在预设固定源炉温度下的分子束外延束流速率，计算确定元素A的源炉的生长工艺参数，所述生长工艺参数包括元素A的源炉在每一个子区域两端处对应的第一温度和第二温度以及源炉温度从所述第一温度线性渐变为所述第二温度所需的时间；

在元素B的源炉温度恒定为所述预设固定源炉温度并且元素A的源炉设定为计算确定的所述生长工艺参数的条件下，通过分子束外延生长所述多元化合物组分渐变层，

所述根据预设规则将所述多元化合物组分渐变层的厚度范围划分为n个子区域，包括：

步骤a、初始化n为1，此时所述多元化合物组分渐变层的整个厚度作为划分后的子区域；

步骤b、根据所述第一函数关系和元素B在预设固定源炉温度下的分子束外延束流速率，确定元素A的源炉的初始生长工艺参数，所述初始生长工艺参数包括元素A的源炉在划分后的每一个子区域的两端处对应的起始温度和终止温度；

步骤c、在元素B的源炉温度恒定为所述预设固定源炉温度并且元素A的源炉为所述初始生长工艺参数的条件下，结合所述第一函数关系，计算确定x生长组分变化函数关系；

步骤d、针对所述多元化合物组分渐变层的整个厚度范围内以预定厚度等间距分布的每一厚度值，根据所述x生长组分变化函数关系和所述预期组分变化函数关系，获得对应的x生长组分和预期组分，并计算x生长组分与预期组分之差的绝对值，然后将所有厚度值对应的绝对值之和作为差值数据，所述预定厚度小于所述多元化合物组分渐变层的总厚度的1/100；

步骤e、在所述差值数据大于或等于所述预设阈值的情况下，n值增加1，并且对所述多元化合物组分渐变层的厚度范围进行重新划分，以获得新的划分子区域；

步骤f：迭代执行步骤b至步骤e，直到所述差值数据小于预设阈值为止，并且在所述差值数据小于预设阈值时，将此时对所述多元化合物组分渐变层的厚度范围划分的n个子区域作为对所述多元化合物组分渐变层的厚度范围最终划分的n个子区域，

所述步骤e包括：

步骤e1、在所述差值数据大于或等于所述预设阈值的情况下，n值增加1；

步骤e2、对所述多元化合物组分渐变层的厚度范围进行等分划分，划分位置为整个厚度的等分点处，以得到初始划分子区域；

步骤e3、针对每一个初始划分子区域，分别计算该子区域内x生长组分变化函数关系与所述预期组分变化函数关系之间的差作为子区域差值数据；

步骤e4、从整个厚度范围的一端开始直到另一端结束，依次针对相邻两个子区域，如果一个子区域的子区域差值数据大于另一个子区域的子区域差值数据，则将所述相邻两个子区域之间的划分位置从原位置移动至子区域差值数据较大的子区域的中间位置处，并且将该中间位置作为所述相邻两个子区域的重新划分位置；

步骤e5、执行步骤e4预设次数，并且基于最终的重新划分位置来获得所述多元化合物组分渐变层的厚度范围的新的划分子区域。