【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体指标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法。
技术介绍
1、现阶段，基于inas衬底的ingaxas/inassby超晶格已经被广泛用于中波红外探测器的吸收层。
2、随着红外探测器领域的逐渐扩大和深入，目前行业内希望能够将探测器的工作温度提高至200k以上，因此通常需要在现有常规ingaxas/inassby超晶格的基础上引入层间大应变，由此有效抑制额歇复合，进而实现提高探测器工作温度的目的。基于上述应变影响，ingaxas与inas衬底的负失配大于10000ppm，inassby与inas衬底之间的正失配大于10000ppm，如此大的失配导致材料的弛豫临界厚度很小，通常在不超过10nm时就会开始发生弛豫，因此很难通过生长单层ingaas或inassb来确定inas的精确标定in、as、ga、sb组分，进而也难以使材料具备高质量的可重复性。
3、现阶段，行业内为克服这一缺陷主要采用rheed信号震荡或匹配超晶格的方法单独校准所需要的in和ga速率，进而通过预设速率生长大应变的ingaas材料，如果能够准确预测ingaas组分含量，那么即可通过调节as和sb束流使整个超晶格材料和inas衬底匹配，进而使inassb组分也复合预期，之后可以通过xrd测试大应变的ingaas或inassb单层膜在完全弛豫状态下的组分信息进行校对。但是上述过程需要极高的组分精度，而常规rheed震荡或匹配超晶格的方法无法直接得到大应变层ingaas和inassb所需的失配和组分信息，因此精度难
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ingaxas/inassby超晶格组分难以精确标定的问题，提供直接标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其包括如下步骤：s1、生长第一套ingaxas/inassby超晶格，其周期厚度为p1，生长第二套ingaxas/inassby超晶格，其周期厚度为p2，其中p1≠p2，且两套所述ingaxas/inassby均处于完全应变状态，分别得到ingaxas在应变状态下的生长速率v1以及inassby在应变状态下的生长速率v2，同时测量第一套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l1及所述第二套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l2；s2、基于v1、v2、l1、l2、p1以及p2计算所述ingaxas在完全应变状态下的晶格常数lr(ingaxas)及所述inassby在完全应变状态下的晶格常数lr(inassby);s3、根据s2结果，计算所述ingaxas在完全弛豫状态下的晶格常数ls(ingaxas)及所述inassby在完全弛豫状态下的晶格常数ls(inassby)；s4、基于ls(ingaxas)及ls(inassby)计算ga元素组分x、sb组分y、in组分1-x以及as组分1-y，由此实现ingaxas/inassby复合超晶格中的元素组分标定。
3、在本专利技术的一个实施例中，步骤s1中，生长所述第一周期厚度为p1的过程包括生长第一套中ingaxas的第一时间t1以及生长第一套中inassby的第二时间t2；生长所述第二周期厚度为p2的过程包括生长第二套中ingaxas的第三时间t3以及生长第二套中inassby的第四时间t4，其中，t3=t1+t01，t4=t2，且t01为非0常数。
4、在本专利技术的一个实施例中，步骤s1中，所述ingaxas在应变状态下的生长速率v1=（p2-p1）/t01,所述inassby在应变状态下的生长速率v2=p1/t2-[(p2-p1)/t01t2]×t1。
5、在本专利技术的一个实施例中，步骤s1中，所述第一套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l1=m1×l(inas)+l(inas)，其中，m1为通过x射线衍射测试得到的第一套超晶格应变状态下的失配值，l(inas)为inas晶格常数；所述第二套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l2=m2×l(inas)+l(inas)，其中，m2为通过x射线衍射测试得到的第二套超晶格应变状态下的失配值。
6、在本专利技术的一个实施例中，步骤s2中，所述ingaxas在完全应变状态下的晶格常数lr(ingaxas)=(p2l2-p1l1)/v1t01；所述inassby在完全应变状态下的晶格常数lr(inassby)=[p1l1-(p2l2-p1l1)/v1t01×v1t1]/v2t2。
7、在本专利技术的一个实施例中，步骤s3中，所述ingaxas在弛豫状态下的晶格常数ls(ingaxas)=[lr(ingaxas)-l(inas)]×[(1-μ1)/(1+μ1)]+l(inas)，其中，μ1为所述ingaxas的泊松比;所述inassby在弛豫状态下的晶格常数ls(inassby)=[lr(inassby)-l(inas)]×[(1-μ2)/(1+μ2)]+l(inas)，其中，μ2为所述inassby的泊松比。
8、在本专利技术的一个实施例中，步骤s4中，所述ga元素组分x=[ls(ingaxas)-l(inas)]/[l(gaas)-l(inas)]，所述in元素组分为1-x，其中l(gaas)为gaas晶格常数，所述sb组分y=[ls(inassby)-l(inas)]/[l(insb)-l(inas)]，所述as元素组分为1-y，其中，l(insb)为insb晶格常数。
9、在本专利技术的一个实施例中，s5、生长第一套ingaas/inassb/inas超晶格，其周期厚度为p3，生长第二套ingaas/inassb/inas超晶格，其周期厚度为p4，得到inas生长速率v3，其中p3≠p4。
10、在本专利技术的一个实施例中，步骤s5中，生长第三生长周期厚度p3的过程包括生长第一套ingaas的第一时间t4、生长第一套inassb的第二时间t5以及生长第一套inas的第二时间t6；生长第四生长周期厚度p4的过程包括生长第二套ingaas的第一时间t7、生长第二套inassb的第二时间t8以及生长第二套inas的第二时间t9，其中，t4=t7，t5=t8，t9=t6+t02，得到所述inas生长速率v3=(p4-p3)/t02，且t02为非0常数。
11、在本专利技术的一个实施例中，其还包括步骤s6：通过调节ga炉束流及in炉束流调节ga元素组分及至in元素组分和生长速率，通过调节as炉束流及sb炉束流调节as元素组分及sb元素组分。
12、本专利技术的上述技术方案相比现有技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S1中，生长第一周期厚度P1的过程包括生长第一套中InGaxAs的第一时间t1以及生长第一套中InAsSby的第二时间t2；生长第二周期厚度P2的过程包括生长第二套中InGaxAs的第三时间t3以及生长第二套中InAsSby的第四时间t4，其中，t3=t1+t01，t4=t2，且t01为非0常数。
3.根据权利要求2所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S1中，所述InGaxAs在应变状态下的生长速率V1=（P2-P1）/t01,所述InAsSby在应变状态下的生长速率V2=P1/t2-[(P2-P1)/t01t2]×t1。
4.根据权利要求3所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一套InGaxAs/InAsSby超晶格在应变状态下的平均晶格常数L1=M1×L(InAs)+L(InAs)
5.根据权利要求4所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S2中，所述InGaxAs在完全应变状态下的晶格常数LR(InGaxAs)=(P2L2-P1L1)/V1t01；所述InAsSby在完全应变状态下的晶格常数LR(InAsSby)=[P1L1-(P2L2-P1L1)/V1t01×V1t1]/V2t2。
6.根据权利要求5所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S3中，所述InGaxAs在弛豫状态下的晶格常数LS(InGaxAs)=[LR(InGaxAs)-L(InAs)]×[(1-μ1)/(1+μ1)]+L(InAs)，其中，μ1为所述InGaxAs的泊松比;所述InAsSby在弛豫状态下的晶格常数LS(InAsSby)=[LR(InAsSby)-L(InAs)]×[(1-μ2)/(1+μ2)]+L(InAs)，其中，μ2为所述InAsSby的泊松比。
7.根据权利要求5所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤S4中，所述Ga元素组分x=[LS(InGaxAs)-L(InAs)]/[L(GaAs)-L(InAs)]，所述In元素组分为1-x，其中L(GaAs)为GaAs晶格常数，所述Sb组分y=[LS(InAsSby)-L(InAs)]/[L(InSb)-L(InAs)]，所述As元素组分为1-y，其中，L(InSb)为InSb晶格常数。
8.根据权利要求1所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：S5、生长第一套InGaAs/InAsSb/InAs超晶格，其周期厚度为P3，生长第二套InGaAs/InAsSb/InAs超晶格，其周期厚度为P4，得到InAs生长速率V3，其中P3≠P4。
9.根据权利要求8所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，步骤S5中，生长第三生长周期厚度P3的过程包括生长第一套InGaAs的第一时间t4、生长第一套InAsSb的第二时间t5以及生长第一套InAs的第二时间t6；生长第四生长周期厚度P4的过程包括生长第二套InGaAs的第一时间t7、生长第二套InAsSb的第二时间t8以及生长第二套InAs的第二时间t9，其中，t4=t7，t5=t8，t9=t6+t02，得到所述InAs生长速率V3=(P4-P3)/t02，且t02为非0常数。
10.根据权利要求1或9所述的标定InGaxAs/InAsSby超晶格组分的方法，其特征在于：其还包括步骤S6：通过调节Ga炉束流及In炉束流调节Ga元素组分及至In元素组分和生长速率，通过调节As炉束流及Sb炉束流调节As元素组分及Sb元素组分。
...【技术特征摘要】
1.标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤s1中，生长第一周期厚度p1的过程包括生长第一套中ingaxas的第一时间t1以及生长第一套中inassby的第二时间t2；生长第二周期厚度p2的过程包括生长第二套中ingaxas的第三时间t3以及生长第二套中inassby的第四时间t4，其中，t3=t1+t01，t4=t2，且t01为非0常数。
3.根据权利要求2所述的标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤s1中，所述ingaxas在应变状态下的生长速率v1=（p2-p1）/t01,所述inassby在应变状态下的生长速率v2=p1/t2-[(p2-p1)/t01t2]×t1。
4.根据权利要求3所述的标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤s1中，所述第一套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l1=m1×l(inas)+l(inas)，其中，m1为通过x射线衍射测试得到的第一套超晶格应变状态下的失配值，l(inas)为inas晶格常数；所述第二套ingaxas/inassby超晶格在应变状态下的平均晶格常数l2=m2×l(inas)+l(inas)，其中，m2为通过x射线衍射测试得到的第二套超晶格应变状态下的失配值。
5.根据权利要求4所述的标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤s2中，所述ingaxas在完全应变状态下的晶格常数lr(ingaxas)=(p2l2-p1l1)/v1t01；所述inassby在完全应变状态下的晶格常数lr(inassby)=[p1l1-(p2l2-p1l1)/v1t01×v1t1]/v2t2。
6.根据权利要求5所述的标定ingaxas/inassby超晶格组分的方法，其特征在于：步骤s3中，所述ingaxas在弛豫状态下的晶格常数ls(ingaxas)=[lr(ing...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国祯，陈意桥，于天，
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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