制备InSb功能层的方法技术

本申请涉及一种制备InSb功能层的方法，包括：提供III

【技术实现步骤摘要】
制备InSb功能层的方法


[0001]本申请涉及霍尔传感器领域，特别涉及一种制备InSb功能层的方法。

技术介绍

[0002]霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。所谓霍尔效应，是指当磁场作用于金属导体、半导体中的载流子时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场，从而在半导体两端产生横向电位差的物理现象。根据霍尔效应做成的霍尔器件，能够以磁场为工作媒介，将物体的运动参量转变为电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。
[0003]霍尔元件的灵敏度与霍尔元件功能层材料的厚度和载流子的浓度两个因素有关。一般金属材料的霍尔系数很小,霍尔效应不明显；而半导体中的载流子的浓度比金属要小得多，灵敏度较金属材料高，所以霍尔元件可用多种半导体材料制作。具有高灵敏度的霍尔元件主要包括砷化镓霍尔元件、锑化铟霍尔元件和砷化铟霍尔元件，其中用量最大的是砷化镓霍尔元件和锑化铟霍尔元件。
[0004]另一方面，霍尔元件的灵敏度与功能层材料的迁移率相关，一般迁移率越高，则灵敏度越高。砷化镓霍尔元件具有优良的线性度和温度稳定性，但是灵敏度略低。
[0005]锑化铟体材料的电子迁移率非常高，室温迁移率可达到78000cm2/Vs，因此，锑化铟适合制作高灵敏度的霍尔元件。锑化铟霍尔元件一般采用外延方法或者真空蒸镀的方法制备。对于外延方法，锑化铟材料因为没有合适的晶格匹配的衬底，一般采用砷化镓衬底进行外延生长，锑化铟与砷化镓的晶格失配高达14.5％，常规砷化镓衬底生长的锑化铟(Insb)材料位错密度1E8
>‑
1E9 cm
‑2，会明显降低材料的迁移率，常规采用增加锑化铟功能层的厚度来降低位错密度，提高材料的迁移率。但增加厚度既会影响霍尔灵敏度，又会明显增加成本。如何在厚度不增加的情况下，减少由于失配引起的失配位错密度，提高InSb功能层的晶体质量，是需要解决的问题。
[0006]在所述
技术介绍
部分，公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。

技术实现思路

[0007]本申请提供了一种制备InSb功能层的方法，能够实现提高InSb功能层的晶体质量，并获得更高的迁移率，从而有效地提高锑化铟(InSb)霍尔元件的性能。
[0008]根据本申请的一方面，提出一种制备InSb功能层的方法，包括：提供III
‑
V族化合物半导体单晶衬底；在III
‑
V族化合物半导体单晶衬底上生长缓冲层；在缓冲层上生长晶格常数匹配的过渡层，在过渡层上生长InSb功能层。
[0009]根据一些实施例，缓冲层包括GaAs。
[0010]根据一些实施例，过渡层为Al
x
Ga
0.51
‑
x
In
0.49
P，其中，x的值大于或者等于0且小于0.51。
[0011]Al
x
Ga
0.51
‑
x
In
0.49
P:Te，其中，x的值大于或者等于0且小于0.51，Te的掺杂浓度范围为1E18至1E19。
[0012]根据一些实施例，在过渡层上生长InSb功能层之后还包括：剥离InSb功能层。
[0013]根据一些实施例，剥离InSb功能层包括：在功能层表面粘附刚性支撑衬底；利用第一腐蚀溶液，腐蚀III
‑
V族化合物半导体单晶衬底衬底和缓冲层；利用第二腐蚀溶液，腐蚀过渡层。
[0014]根据一些实施例，刚性支撑衬底包括：硅衬底、玻璃衬底、陶瓷衬底或者刚性塑料衬底。
[0015]根据一些实施例，第一腐蚀溶液为H3PO4：H2O2：H2O＝1:1：20。
[0016]根据一些实施例，第二腐蚀溶液为HCl：H2O＝1:1。
[0017]根据一些实施例，使用MOCVD外延生长法生长缓冲层、过渡层和InSb功能层。
[0018]根据本申请的一些实施例，通过生长缓冲层和过渡层，减少由于失配引起的InSb材料的失配位错密度，提高InSb的晶体质量，能获得更高的迁移率；然后通过剥离InSb功能层，获得霍尔器件制作所需的低缺陷密度的Insb功能层，有效的提高Insb霍尔元件的性能。
[0019]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0021]图1示出根据本申请实施例的用于制备InSb功能层的衬底结构的示意图。
[0022]图2a至图2f示出根据本申请实施例的制备InSb功能层的过程。
[0023]附图标记说明：
[0024]101
ꢀꢀ
III
‑
V族化合物半导体单晶衬底
[0025]103
ꢀꢀ
缓冲层
[0026]105
ꢀꢀ
过渡层
[0027]107
ꢀꢀ
InSb功能层
[0028]109
ꢀꢀ
刚性支撑衬底
具体实施方式
[0029]现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0030]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或
者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现步骤、材料或者操作。
[0031]此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0032]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0033]霍尔元件电位差Vh＝KhIB，其中Kh＝1/ned，表示霍尔元件灵敏度，也称为霍尔系数，n为载流子浓度，d为半导体材料厚度，e为电子电量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备InSb功能层的方法，其特征在于，包括：提供III
‑
V族化合物半导体单晶衬底；在所述III
‑
V族化合物半导体单晶衬底上生长缓冲层；在所述缓冲层上生长与所述缓冲层晶格常数匹配的过渡层；在所述过渡层上生长InSb功能层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲层包括GaAs。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡层为Al
x
Ga
0.51
‑
x
In
0.49
P，其中，x的值大于或者等于0且小于0.51。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡层为Al
x
Ga
0.51
‑
x
In
0.49
P:Te，其中，x的值大于或者等于0且...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜建，胡双元，黄勇，李鑫，吴文俊，
申请(专利权)人：苏州矩阵光电有限公司，
类型：发明
国别省市：