[发明专利]材料生长速率测量方法

说明书

本公开提供了一种材料生长速率测量方法，具体针对由两种材料交替生长构成的多量子阱或超晶格结构，能同时测量组成两种材料不同组分的生长速率的方法，或能同时测量两种材料的各自生长速率的方法。本公开采用多个在相同生长速率下制备的样品，结合X射线衍射(XRD)或透射电子显微镜等测量，构建函数计算得到材料的生长速率，使得对于厚度很薄的薄膜的材料生长速率的测量更加精确。

技术领域

本公开涉及材料生长领域，尤其涉及一种材料生长速率测量方法。

背景技术

在使用分子束外延、化学气相沉积、热蒸发镀膜、电子束蒸发镀膜、磁控溅射、原子层沉积、脉冲激光沉积等材料生长设备进行半导体、金属、拓扑绝缘体、磁性材料、有机化合物半导体等材料的薄膜制备工艺中，控制和测量材料的生长速率是非常重要的，特别是对于比较复杂的多量子阱或超晶格多层结构。一般情况下，是采用X射线衍射(XRD)或透射电子显微镜等方法测量材料的单层厚度，然后除以生长时间，来得到材料的生长速率。对于薄膜较厚的情况，该方法具有较高的精度。但是对于较薄的多量子阱或超晶格多层结构，该方法会产生较大的测量误差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种材料生长速率测量方法，以解决材料生长中薄膜较薄的情况下生长数量测量误差较大的问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种材料生长速率测量方法，包括：

步骤1，制备n个样品，其中，n≥2；所述样品同一周期中的两层材料分别为材料AC和材料A_wB_1-wC，材料A_wB_1-wC中组分材料包括材料AC和材料BC，材料AC和材料A_wB_1-wC具有共同的组成材料AC；

步骤2，采用X射线衍射或透射电子显微镜测量材料AC和材料A_wB_1-wC组成的量子阱或超晶格的周期d_i，其中，i＝1，2，...，n；

步骤3，构建函数，计算材料A_wB_1-wC、材料AC和材料BC的生长速率。

在本公开的一些实施例中，所述步骤3包括：

子步骤31，假定材料AC和材料BC的生长速率分别由A和B的束流决定，则材料AC和材料BC生长速率为：

μ_AC＝af_A   (1.1)

μ_BC＝bf_B   (1.2)

其中，f_A和f_B分别为原子束或分子束A和B的束流；a和b分别为材料AC和材料BC的生长速率μ_AC和μ_BC与束流f_A和f_B之间的比例系数；

则材料A_wB_1-wC的生长速率为：

μ_ABC＝af_A+bf_B   (1.3)

子步骤32，步骤2中n个样品中量子阱或超晶格的周期d_i为

d_i＝μ_ACt_1i+μ_ABCt_2i   (1.4)