一种铟磷氮铋材料及其制备方法和使用该材料的激光器和探测器及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种铟磷氮铋材料及其制备方法和使用该材料的激光器和探测器及其制备方法
本专利技术涉及材料学领域，特别是一种铟磷氮铋材料。
技术介绍
III-V族半导体材料广泛的应用于激光器、光电管及光纤通信等领域中。其中，窄带隙材料在微电子、光电子领域作为高速电子及光电子器件衬底具有很大的优势，同时也非常适用于垂直光场激光器和高电子载流子晶体管。N原子为V族元素中原子半径最小的原子，将其掺入到III-V族材料中将会影响本征材料导带部分，有效调控本征材料禁带宽度。即将氮(N)原子单独加入磷化铟中之后，能够进一步的，变窄磷化铟的带隙，以提高其半导体性能。然而，当掺入氮(N)原子时，随着N组分增加，铟氮(In-N)键长呈增大趋势，铟磷(In-P)键长呈减小趋势，从而In-N键长与In-P键长差值逐渐增大，使得N原子的掺入更加困难。如此，只能将磷化铟的带隙在很小的幅度内变窄，因此没有办法大幅度提升其半导体性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种铟磷氮铋材料，以降低传统材料的带隙。上述的铟磷氮铋材料，包括：磷化铟衬底；磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟...
【技术保护点】
一种铟磷氮铋材料，包括：磷化铟衬底；磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；所述铟磷氮铋本体的化学式为InP1‑x‑yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
【技术特征摘要】
1.一种铟磷氮铋材料，包括：磷化铟衬底；磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；所述铟磷氮铋本体的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。2.一种铟磷氮铋材料的制备方法，括如下步骤：S1：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟衬底上生成磷化铟缓冲层；及S2：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在所述磷化铟缓冲层上形成铟磷氮铋薄膜和异质结材料；所述铟磷氮铋薄膜的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。3.一种激光器，包括：磷化铟衬底；厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，其中铝的浓度为5％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，设置在所述砷铝铟下限制层上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，设置在所述砷铝镓铟下波导层上，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，设置在所述铟磷氮铋量子阱有源区上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，设置在所述砷铝镓铟上波导层上，其中铝的浓度为5％；厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，设置在所述砷铝铟上限制层上，其中镓的浓度为5％；P电极区，设置在所述P型砷镓铟掺杂层上；及N电极区，设置在所述磷化铟上。4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述x和y均为3.7％。5.一种激光器的制备方法，包括如下步骤：S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；S2：在所述N型磷化铟层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，铝的浓度为5％；S3：在所述砷铝铟下限制层上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，其中镓、铝的浓度为5％；S4：在所述砷铝镓铟下波导层上生成厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；S5：在所述铟磷氮铋量子阱有源区上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，镓和铝的浓度为5％；S6：在所述砷铝镓铟上波导层上生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁丹，王庶民，张丽，
申请(专利权)人：超晶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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