一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法技术

本发明专利技术涉及一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，其中铝元素及镓元素的组分含量满足Al

【技术实现步骤摘要】
一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法。

技术介绍

[0002]铝镓砷，又叫铝砷化镓，是一种常用的半导体材料，一般采用分子束外延法进行生长，在生长过程中，铝镓砷中铝元素和镓元素所需要的原料温度不同，各元素的生长情况会直接影响到其相应的组分含量，故，在实际加工过程中，对于生产不同组分含量的目标铝镓砷材料就相应需要不同的原料温度。
[0003]目前确定其原料温度时大多采用X射线衍射仪通过超晶格样品的卫星峰值反映产品中各元素的生长厚度，但是在低铝组分铝镓砷材料中，即使采用高功率射线衍射也不能够确保铝组分测量的准确性，当铝组分含量极低时，甚至无法分辨其相应的卫星峰，从而无法计算其厚度和组分含量，因此也就无法判断最适合产品生长的原料温度，导致制备的铝镓砷材料常常不能达到实际应用标准。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中低铝组分的铝镓砷材料难以通过X射线衍射仪测试其准确组分，进而难以确定其生长所用原料温度的问题，提供一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，其中铝元素及镓元素的组分含量满足Al
x
Ga1‑
x
As，且铝元素组分含量低于镓元素的组分含量，包括如下步骤：S1、测试样品中砷化镓的生长速率V1；S2、将V1与目标产品中砷化镓的生长速率V0进行对比：当V1＜V0时，提高样品生长时镓原料温度；当V1＞V0时，降低样品生长时镓原料温度；当V1=V0时，得到样品生长时目标镓原料温度T1；S3、通过T1确定所述样品中砷化镓生长速率的h分之一时对应的温度为T2；S4、在T2温度下测试样品中砷化铝的生长速率V3；S5、将V3与目标产品中砷化铝的生长速率V2进行对比：当V3＜V2时，提高样品生长时铝原料温度；当V3＞V2时，降低样品生长时铝原料温度；当V3=V2时，得到样品生长时目标铝原料温度T3。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，步骤S1包括：S11通过镓蒸气压曲线确定其初始测试温度T4，通过铝蒸气压曲线确定与砷化镓材料生长速率相同的砷化铝初始测试温度T5，先在温度T4下生长砷化镓a秒，之后在温度T5下生长砷化铝b秒，循环多个周期后得到第一套砷化镓/砷化铝超晶格材料；S12在温度T4下先生长砷化镓c秒，之后在温度T5下生长砷化铝d秒，循环多个周期后得到第二套砷化镓/砷化铝超晶格材料，同时确保a
×
d
‑
b
×
c≠0；S13分别测试所述第一套砷化镓/砷化铝超晶格材料的每个周期厚度为n埃米、所述第二套砷化镓/砷化铝超晶格材料的每个周期厚度为m埃米，计算砷化镓的生长速率V1=(dn
‑
bm)/(ad
‑
bc)。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，采用X射线衍射仪测试每个周期下所述第一套砷化镓/
砷化铝超晶格材料的厚度。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，采用X射线衍射仪测试每个周期下所述第二套砷化镓/砷化铝超晶格材料的厚度。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，步骤S4包括：S41通过铝蒸气压曲线确定其初始测试温度T6，在T2温度下先生长砷化镓a1秒，之后在T2和T6温度下生长铝镓砷b1秒，循环多个周期后得到第一套砷化镓/铝镓砷超晶格材料；S42在T2温度下先生长砷化镓c1秒，之后在T2和T6温度下生长铝镓砷d1秒，循环多个周期后得到第二套砷化镓/铝镓砷超晶格材料，同时确保a1×
d1‑
b1×
c1≠0；S43分别测试所述第一套砷化镓/铝镓砷超晶格材料的每个周期厚度为n1埃米、第二套砷化镓/铝镓砷超晶格材料的每个周期厚度为m1埃米，计算样品中砷化铝的生长速率V3=(a1m1‑
c1n1‑ꢀ
d1n1+b1m1)/ (a1d1‑
b1c1)。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，采用X射线衍射仪测试每个周期下所述第一套砷化镓/铝镓砷超晶格材料的厚度。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，采用X射线衍射仪测试每个周期下所述第二套砷化镓/铝镓砷超晶格材料的厚度。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述铝镓砷材料中的所述铝元素组分含量在0.2%~10.0%的范围内。
[0013]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，通过本专利技术分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，实验人员能够仅通过X射线衍射仪测试得到相对准确的低铝组分含量的铝镓砷材料生长所用的原料温度，简化了测试过程，杜绝了由于铝元素组分含量过低而导致的测量结果偏差大甚至无法测量的情况，大大提高了铝镓砷材料的良品率。
附图说明
[0014]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0015]图1是本专利技术优选实施例中分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法流程图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0017]参见图1所示，本专利技术提供了一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，其中铝元素及镓元素的组分含量满足Al
x
Ga1‑
x
As，且铝元素组分含量低于镓元素的组分含量，包括如下步骤：S1、测试样品中砷化镓的生长速率V1；S2、将V1与目标产品中砷化镓的生长速率V0进行对比：当V1＜V0时，提高样品生长时镓原料温度；当V1＞V0时，降低样品生长时镓原料温度；当V1=V0时，得到样品生长时目标镓原料温度T1；
S3、通过T1确定所述样品中砷化镓生长速率的h分之一时对应的温度大约为T2；S4、在T2温度下测试样品中砷化铝的生长速率V3；S5、将V3与目标产品中砷化铝的生长速率V2进行对比：当V3＜V2时，提高样品生长时铝原料温度；当V3＞V2时，降低样品生长时铝原料温度；当V3=V2时，得到样品生长时目标铝原料温度T3。
[0018]本专利技术提供的分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，通过在铝镓砷材料中缩小镓的含量组分来放大铝的含量组分，避免了直接使用铝镓砷材料目标组分来确定其源料温度时，由于铝的组分含量过低而造成其XRD测量结果偏差过大甚至无法测量的情况，进而确定出适合其生长的温度，从而使铝镓砷材料达到实际应用标准。
实施例一
[0019]参见图1所示，本实施例中需要获得铝组分为1%的铝镓砷材料，其中，砷化镓占99%，砷化铝占1%，本实施例中采用镓束源炉改变镓原料温度，采用铝束源炉改变铝原料温度，具体实施方式如下：a)、测试样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，其中铝元素及镓元素的组分含量满足Al
x
Ga1‑
x
As，且铝元素的组分含量低于镓元素的组分含量，其特征在于，包括如下步骤：S1、测试样品中砷化镓的生长速率V1；S2、将V1与目标产品中砷化镓的生长速率V0进行对比：当V1＜V0时，提高样品生长时镓原料温度；当V1＞V0时，降低样品生长时镓原料温度；当V1=V0时，得到样品生长时目标镓原料温度T1；S3、通过T1确定所述样品中砷化镓生长速率的h分之一时对应的温度为T2；S4、在T2温度下测试样品中砷化铝的生长速率V3；S5、将V3与目标产品中砷化铝的生长速率V2进行对比：当V3＜V2时，提高样品生长时铝原料温度；当V3＞V2时，降低样品生长时铝原料温度；当V3=V2时，得到样品生长时目标铝原料温度T3。2.根据权利要求1所述的分子束外延低铝组分铝镓砷材料的组分校准方法，其特征在于：步骤S1包括：S11通过镓蒸气压曲线确定其初始测试温度T4，通过铝蒸气压曲线确定与砷化镓材料生长速率相同的砷化铝初始测试温度T5，先在温度T4下生长砷化镓a秒，之后在温度T5下生长砷化铝b秒，循环多个周期后得到第一套砷化镓/砷化铝超晶格材料；S12在温度T4下先生长砷化镓c秒，之后在温度T5下生长砷化铝d秒，循环多个周期后得到第二套砷化镓/砷化铝超晶格材料，同时确保a
×
d
‑
b
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c≠0；S13分别测试所述第一套砷化镓/砷化铝超晶格材料的每个周期厚度为n埃米、所述第二套砷化镓/砷化铝超晶格材料的每个周期厚度为m埃米，计算砷化镓的生长速率V1=(dn
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bm)/(ad
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈意桥，傅祥良，钱程，
申请(专利权)人：苏州焜原光电有限公司，
类型：发明
国别省市：