一种半导体过渡区的生长方法及相关设备技术

本申请实施例提供了一种半导体过渡区的生长方法，用于控制过渡区的生长质量。本申请实施例方法包括：构建目标开度函数，所述目标开度函数为在过渡区外延生长的元素材料的生长函数；关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小；根据所述目标开度函数打开第三源炉的输入管及阀门，并将所述第三源炉的输入管的压力值调整为目标压力值；打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门，以根据所述目标压力值于所述过渡区外延生长与所述第一源炉、所述第三源炉及所述第四源炉对应的元素材料。四源炉对应的元素材料。四源炉对应的元素材料。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体过渡区的生长方法及相关设备


[0001]本申请实施例涉及半导体生长领域，尤其涉及一种半导体过渡区的生长方法及相关设备。

技术介绍

[0002]高速激光器和探测器需要实现极低的电容和平滑的能带控制，这对于外延生长提出了极大的挑战，由此，分子束外延设备已经成为提供高质量高速材料的优秀生长设备。
[0003]但分子束外延设备在处理不同材料之间的过渡生长中依然存在很大的挑战，比如如何控制双V族源的生长。双V族源生长不同于多III族源生长。多III族源生长，由于其不同III族元素的生长黏附系数可以有效的控制到1，并且不存在竞争，在生长中易于控制，而对于双V族而言，比如砷As和磷P，或者砷As和锑Sb，两者在生长中通常都是富余的，这就存在这两者之间的相互竞争，为了有效的控制不同V族元素之间的比例，就需要精确而且稳定的V族气压控制，这在厚层生长中是容易控制的，但在薄的过渡层中的控制将变的极端困难。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种半导体过渡区的生长方法，用于控制过渡区的生长质量。
[0005]本申请实施例第一方面提供了一种半导体过渡区的生长方法，应用于源炉，包括：
[0006]构建目标开度函数，所述目标开度函数为在过渡区外延生长的元素材料的生长函数；
[0007]关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小；其中，所述第一源炉用于制备一种Ⅲ族元素材料，所述第二源炉用于制备一种V族元素材料；
[0008]根据所述目标开度函数打开第三源炉的输入管及阀门，并将所述第三源炉的输入管的压力值调整为目标压力值；其中，所述第三源炉用于制备另一种V族元素材料；
[0009]打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门，以根据所述目标压力值于所述过渡区外延生长与所述第一源炉、所述第三源炉及所述第四源炉对应的元素材料；其中，所述第四源炉用于制备另一种Ⅲ族元素材料。
[0010]可选地，所述关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小之前，所述方法还包括：
[0011]打开所述第一源炉的输入管及所述第二源炉的输入管，并于所述过渡区外延生长与所述第一源炉及所述第二源炉对应的元素材料。
[0012]可选地，所述构建目标开度函数包括：
[0013]确定于所述过渡区外延生长的所有Ⅲ族元素材料或V族元素材料的目标元素比例；
[0014]根据所述目标元素比例构建与所述第一源炉的阀门的开度大小相关的第一开度
函数、与所述第二源炉的阀门的开度大小相关的第二开度函数或与所述第三源炉的阀门的开度大小相关的第三开度函数。
[0015]可选地，所述确定于所述过渡区外延生长的所有Ⅲ族元素材料或V族元素材料的目标元素比例之后，所述方法还包括：
[0016]构建与所述第一源炉的温度大小相关的第一温度函数、与所述第二源炉的温度大小相关的第二温度函数、与所述第三源炉的温度大小相关的第三温度函数或与所述第四源炉的温度大小相关的第四温度函数。
[0017]可选地，所述打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门包括：
[0018]打开所述第一源炉的输入管及第四源炉的输入管；
[0019]根据所述第一开度函数将所述第一源炉的阀门的开度大小调整至目标状态；
[0020]根据所述第四温度函数打开所述第四源炉的阀门，以于所述过渡区的不同区域生长与所述第四源炉对应的Ⅲ族元素材料。
[0021]可选地，所述根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小包括：
[0022]根据所述第二开度函数将所述第二源炉的阀门的开度大小调低至原始状态。
[0023]可选地，所述根据所述目标开度函数打开第三源炉的阀门包括：
[0024]根据所述第三开度函数将所述第三源炉的阀门的开度大小调整至目标状态。
[0025]可选地，
[0026]所述第一源炉制备的Ⅲ族元素材料为铟In；
[0027]所述第二源炉制备的V族元素材料为磷P；
[0028]所述第三源炉制备的V族元素材料为砷As；
[0029]所述第四源炉制备的Ⅲ族元素材料为镓Ga。
[0030]本申请实施例第二方面提供了一种分子束外延中过渡区的生长系统，应用于源炉，包括：
[0031]构建单元，用于构建目标开度函数，所述目标开度函数为在过渡区外延生长的元素材料的生长函数；
[0032]关闭单元，用于关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小；其中，所述第一源炉用于制备一种Ⅲ族元素材料，所述第二源炉用于制备一种V族元素材料；
[0033]打开单元，用于根据所述目标开度函数打开第三源炉的输入管及阀门，并将所述第三源炉的输入管的压力值调整为目标压力值；其中，所述第三源炉用于制备另一种V族元素材料；
[0034]所述打开单元，还用于打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门，以根据所述目标压力值于所述过渡区外延生长与所述第一源炉、所述第三源炉及所述第四源炉对应的元素材料；其中，所述第四源炉用于制备另一种Ⅲ族元素材料。
[0035]本申请实施例第二方面提供的用于执行第一方面所述的半导体过渡区的生长方法。
[0036]本申请实施例第三方面提供了一种分子束外延中过渡区的生长装置，包括：
[0037]中央处理器，存储器，输入输出接口，有线或无线网络接口以及电源；
[0038]所述存储器为短暂存储存储器或持久存储存储器；
[0039]所述中央处理器配置为与所述存储器通信，并执行所述存储器中的指令操作以执行第一方面所述的半导体过渡区的生长方法。
[0040]本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的半导体过渡区的生长方法。
[0041]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0042]本申请实施例提出的一种分子束外延中过渡区的生长方法，先构建目标开度函数；再关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据目标开度函数调低第二源炉的阀门的开度大小；然后，根据目标开度函数打开第三源炉的输入管及阀门，并将第三源炉的输入管的压力值调整为目标压力值；最后，打开第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门，以根据目标压力值于过渡区外延生长与第一源炉、第三源炉及第四源炉对应的元素材料。根据不同源炉的开关状态及源炉阀门的开度大小，于过渡区上外延生长合适的元素材料，从而实现能带的平滑过度和晶格匹配，以实现高质量元素材料的生长。
附图说明
[0043]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，下面描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体过渡区的生长方法，其特征在于，应用于源炉，所述方法包括：构建目标开度函数，所述目标开度函数为在过渡区外延生长的元素材料的生长函数；关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小；其中，所述第一源炉用于制备一种Ⅲ族元素材料，所述第二源炉用于制备一种V族元素材料；根据所述目标开度函数打开第三源炉的输入管及阀门，并将所述第三源炉的输入管的压力值调整为目标压力值；其中，所述第三源炉用于制备另一种V族元素材料；打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门，以根据所述目标压力值于所述过渡区外延生长与所述第一源炉、所述第三源炉及所述第四源炉对应的元素材料；其中，所述第四源炉用于制备另一种Ⅲ族元素材料。2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述关闭第一源炉的输入管及第二源炉的输入管，并根据所述目标开度函数调低所述第二源炉的阀门的开度大小之前，所述方法还包括：打开所述第一源炉的输入管及所述第二源炉的输入管，并于所述过渡区外延生长与所述第一源炉及所述第二源炉对应的元素材料。3.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述构建目标开度函数包括：确定于所述过渡区外延生长的所有Ⅲ族元素材料或V族元素材料的目标元素比例；根据所述目标元素比例构建与所述第一源炉的阀门的开度大小相关的第一开度函数、与所述第二源炉的阀门的开度大小相关的第二开度函数或与所述第三源炉的阀门的开度大小相关的第三开度函数。4.根据权利要求3所述的生长方法，其特征在于，所述确定于所述过渡区外延生长的所有Ⅲ族元素材料或V族元素材料的目标元素比例之后，所述方法还包括：构建与所述第一源炉的温度大小相关的第一温度函数、与所述第二源炉的温度大小相关的第二温度函数、与所述第三源炉的温度大小相关的第三温度函数或与所述第四源炉的温度大小相关的第四温度函数。5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，所述打开所述第一源炉的输入管和阀门及第四源炉的输入管和阀门包括：打开所述第一源炉的输入管及第四源炉的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振普，倪健，楼厦，薛聪，
申请(专利权)人：埃特曼北京半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：