一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构及其制备方法，所述材料结构自上而下包括In<subgt;w</subgt;Al<subgt;1‑w</subgt;As固定组分接触层、In<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;As固定组分吸收层、In<subgt;w</subgt;Al<subgt;1‑w</subgt;As固定组分缓冲层、In<subgt;y</subgt;Al<subgt;1‑y</subgt;As固定组分弛豫层、In<subgt;z</subgt;Al<subgt;1‑z</subgt;As大过冲快速递变线性缓冲层、In<subgt;0.52</subgt;Al<subgt;0.48</subgt;As晶格匹配缓冲层和InP同质缓冲层。所述In<subgt;w</subgt;Al<subgt;1‑w</subgt;As固定组分接触层、In<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑x</subgt;As固定组分吸收层和In<subgt;w</subgt;Al<subgt;1‑</subgt;<subgt;w</subgt;As固定组分缓冲层三者晶格匹配，其中0.52＜w≤0.85、0.53＜x≤0.85。所述In<subgt;y</subgt;Al<subgt;1‑y</subgt;As固定组分弛豫层的组分为w+0.05≤y≤1，所述In<subgt;z</subgt;Al<subgt;1‑</subgt;<subgt;z</subgt;As大过冲快速递变线性缓冲层自下而上的组分由0.52线性递增至y，递变速率为v，0.4/h≤v≤0.6/h。本发明专利技术的材料结构设计可促进铟镓砷吸收层处于完全弛豫状态下生长，大幅降低晶圆翘曲，提高铟镓砷少子寿命，以此材料结构制备焦平面探测器时，有利于获得较高的信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体薄膜材料领域，特别是涉及一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构及其制备方法。

技术介绍

1、铟镓砷(ingaas)材料具备较好的光学和电学性质，是一种优良的短波红外光电探测材料。基于铟镓砷材料制备的焦平面探测器，是短波红外探测领域理想选择之一。目前市面上常见的铟镓砷材料是与磷化铟衬底晶格匹配的铟镓砷材料，其截止波长为1.7微米，主要是通过分子束外延技术或金属有机化学气相沉积技术外延制备的。然而，以国家对温室气体精确监测的重大需求为例，co2作为最重要的温室气体之一，其主要的两个透过率光谱分别位于1.6微米(弱吸收带)和2.06微米(强吸收带)，这两个波段配合完成高精度反演，可以进行高精度定量化的自上而下碳监测。基于截止波长为1.7微米的铟镓砷材料制备的探测器不足以实现co2强吸收带的特征峰探测，因此需要通过增加铟镓砷材料中的铟组分来实现波长拓展。

2、随着铟镓砷材料中的铟组分增加，与磷化铟衬底之间的失配也逐渐增大，导致材料内部存在失配应力。随着外延生长过程进行，这些失配应力将以晶圆翘曲或位错缺陷的形式释放，这将分别导致光刻对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其结构自上而下依次包括InwAl1-wAs固定组分接触层(1)，InxGa1-xAs固定组分吸收层(2)，InwAl1-wAs固定组分缓冲层(3)，InyAl1-yAs固定组分弛豫层(4)，InzAl1-zAs大过冲快速递变线性缓冲层(5)，In0.52Al0.48As晶格匹配缓冲层(6)，InP同质缓冲层(7)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其特征在于：所述InwAl1-wAs固定组分接触层(1)的厚度为600-1000nm，掺杂为N型轻掺杂，掺杂浓度为5×1015-5×1016cm...

【技术特征摘要】

1.一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其结构自上而下依次包括inwal1-was固定组分接触层(1)，inxga1-xas固定组分吸收层(2)，inwal1-was固定组分缓冲层(3)，inyal1-yas固定组分弛豫层(4)，inzal1-zas大过冲快速递变线性缓冲层(5)，in0.52al0.48as晶格匹配缓冲层(6)，inp同质缓冲层(7)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其特征在于：所述inwal1-was固定组分接触层(1)的厚度为600-1000nm，掺杂为n型轻掺杂，掺杂浓度为5×1015-5×1016cm-3；或掺杂为p型重掺杂，掺杂浓度为1×1018-5×1018cm-3。

3.根据权利要求1所述的一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其特征在于：所述inxga1-xas固定组分吸收层(2)的厚度为1600-2500nm，掺杂为n型轻掺杂，掺杂浓度为1×1015-5×1016cm-3。

4.根据权利要求1所述的一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构，其特征在于：所述inwal1-was固定组分缓冲层(3)的厚度为200-1000nm，掺杂为n型重掺杂，掺杂浓度为5×1017-5×1018cm-3。

5....

【专利技术属性】
技术研发人员：顾溢，刘博文，于春蕾，马英杰，李淘，邵秀梅，李雪，龚海梅，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：