【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体指一种分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法。
技术介绍
1、雪崩光电二极管（apd）在光通信接收模块中具有显著优势，尤其是inp/ingaas体系的apd已经得到广泛应用。
2、典型的apd结构通常采用分子束外延（mbe）技术在inp材料上生长ingaas，之后在ingaas上继续生长inp，从而完成器件制作。在此过程中，inp生长结束后会切换到as氛围保护环境，并且通常需要在此环境下停留至少半小时的时间，以使腔体内的p背景逐渐下降到可忽略的水平。同样地，当ingaas生长结束后需要切换到p氛围保护环境，并且停留足够长时间以使腔体内的as背景逐渐下降到可忽略的水平。
3、但是当inp生长结束后，其表面会以in-p键结尾，当p保护切换到as保护后，as和p会发生置换反应，由此，在inp表面形成inasp界面层，并且as保护时间越长，界面层越厚，由于界面层组分不可控，且和inp晶格不匹配，此时如果直接生长ingaas，由于界面层失配的影响，ingaas材料内会产生大量缺陷，导致材料质量下降。
4、同样的，ingaas生长结束后，腔体内as背景很高，其表面布设in-as和ga-as键，在p的保护下，p会和as置换，形成in-as-p和ga-as-p键，并且停留时间越长，置换越严重，最终形成ingaasp界面层，ingaasp界面层中的p组分同样不可控，如果在此条件下直接生长inp，会使材料inp层内出现过多缺陷，进而使整体材料质量大幅下降。
5、基于
技术实现思路
1、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ingaasp界面层及inasp界面层造成inp/ingaas，ingaas/inp失配的问题，提供一种分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，用以在inp材料上生长ingaas外延层以及在ingaas材料上生长inp外延层，其在inp材料上生长ingaas外延层包括如下步骤：
3、s1、关闭in炉快门，同时在p束流保护下将as炉开启至目标阀位；
4、s2、开启as炉快门、关闭p炉快门，同时将p炉阀位减小到0，维持此环境条件第一预设时间；
5、s3、打开in炉快门及ga炉快门，并开始生长第一ingaas层，其中，所述第一ingaas层为第一预设厚度；
6、s4、关闭in炉快门及ga炉快门，在as束流作用下保护所述第一ingaas层第二预设时间；
7、s5、再次打开in炉快门及ga炉快门，并开始生长第二ingaas层，其中，所述第二ingaas层为第二预设厚度；
8、s6、再次关闭in炉快门及ga炉快门，在as束流作用下保护所述第二ingaas层第三预设时间；
9、s7、重复步骤s5及步骤s6，直至p元素降低至第一目标含量；
10、s8、打开in炉快门及ga炉快门，并在此条件下生长ingaas层至第一目标厚度；
11、在ingaas材料上生长inp外延层包括如下步骤：
12、a、关闭in炉快门和ga炉快门，同时在as束流保护下将p炉开启至目标阀位；
13、b、开启p炉快门、关闭as炉快门，同时将as炉阀位减小到0，维持此环境条件第四预设时间；
14、c、打开in炉快门，并开始生长第一inp层，其中，所述第一inp层厚度为第三预设厚度；
15、d、关闭in炉快门，在p束流作用下保护所述第一inp层第五预设时间；
16、e、再次打开in炉快门，并开始生长第二inp层，其中，所述第二inp层为第四预设厚度；
17、f、再次关闭in炉快门，在p束流作用下保护所述第二inp层第六预设时间；
18、g、重复步骤e及步骤f，直至as元素降低至第二目标含量；
19、h、打开in炉快门，并在此条件下生长inp层至第二目标厚度。
20、在本专利技术的一个实施例中，所述第一预设时间以及所述第四预设时间均为1~10s。
21、在本专利技术的一个实施例中，所述第一预设厚度及所述第三预设厚度均为0.3-1nm。
22、在本专利技术的一个实施例中，所述第二预设时间及所述第五预设时间均为3-10s。
23、在本专利技术的一个实施例中，所述第二预设厚度与所述第四预设厚度均为0.3-1nm。
24、在本专利技术的一个实施例中，所述第三预设时间及所述第六预设时间均为10-300s。
25、在本专利技术的一个实施例中，步骤s7中，所述第一目标含量为：采用质谱仪检测p含量低于as含量至少两个数量级。
26、在本专利技术的一个实施例中，步骤g中，所述第二目标含量为：采用质谱仪检测p含量高于as含量至少两个数量级。
27、在本专利技术的一个实施例中，在进行所述分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法前包括如下步骤：
28、s01、将inp材料装入mbe系统生长室；
29、s02、调节所述生长室真空度好于1e-8 torr后，在p束流保护下加热inp材料500-540℃，直至所述inp材料完成表面脱氧；
30、s03、降低所述inp材料温度20~50℃后生长inp缓冲层，得到用以生长ingaas外延层的目标inp材料。
31、在本专利技术的一个实施例中，在inp材料上生长ingaas外延层后继续在此基础上生长inp外延层，重复此操作直至得到目标雪崩光电二极管材料。
32、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
33、本专利技术所述的分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，通过引入薄inp或ingaas层，将富p/as界面快速切换到富as/p界面，避免了长时间as或p保护产生界面层或引入腔体本底杂质等问题，降低了材料层内部由于大失配造成的缺陷，由此极大程度提高了器件的电学性能及稳定性。
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1.一种分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，用以在InP材料上生长InGaAs外延层以及在InGaAs材料上生长InP外延层，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：所述第一预设时间以及所述第四预设时间均为1~10s。
3.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：所述第一预设厚度及所述第三预设厚度均为0.3-1nm。
4.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：所述第二预设时间及所述第五预设时间均为3-10s。
5.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：所述第二预设厚度与所述第四预设厚度均为0.3-1nm。
6.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：所述第三预设时间及所述第六预设时间均为10-300s。
7.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面
8.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：步骤g中，所述第二目标含量为：采用质谱仪检测P含量高于As含量至少两个数量级。
9.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：在进行所述分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法前包括如下步骤：
10.根据权利要求1所述的分子束外延生长InGaAs/InP的界面处理方法，其特征在于：在InP材料上生长InGaAs外延层后继续在此基础上生长InP外延层，重复此操作直至得到目标雪崩光电二极管材料。
...【技术特征摘要】
1.一种分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，用以在inp材料上生长ingaas外延层以及在ingaas材料上生长inp外延层，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，其特征在于：所述第一预设时间以及所述第四预设时间均为1~10s。
3.根据权利要求1所述的分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，其特征在于：所述第一预设厚度及所述第三预设厚度均为0.3-1nm。
4.根据权利要求1所述的分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，其特征在于：所述第二预设时间及所述第五预设时间均为3-10s。
5.根据权利要求1所述的分子束外延生长ingaas/inp的界面处理方法，其特征在于：所述第二预设厚度与所述第四预设厚度均为0.3-1nm。
6.根据权利要求1所述的分子束外延生长ingaas/inp...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国祯，陈意桥，
申请(专利权)人：苏州焜原光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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