[發明專利]一種在InP襯底上外延生長II型GaSb/InGaAs量子點的方法

有效

• 申請號: 201410069486.4
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103820848A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 何苗;陳虞龍;王祿;石震武;孫慶靈;高優
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C30B23/02
• 分類號: C30B23/02;C30B29/52;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

1.一種II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點超晶格材料，其特征在于：其由以下結構組成：

第一層為生長在InP襯底上的In_0.53Ga_0.47As緩沖層，

第二層為GaSb量子點，

第三層為In_0.53Ga_0.47As緩沖層，

第四層為GaSb量子點。

2.根據權利要求1所述的一種II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點超晶格材料，其特征在于：所述的第一層In_0.53Ga_0.47As緩沖層厚度為3000～5000?。

3.根據權利要求1所述的一種II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點超晶格材料，其特征在于：所述的第二、四層的GaSb量子點厚度均為4～5ML，量子點的密度為3.0～3.5×10⁹cm^?2，量子點的橫向尺寸和高度分別為55～65nm、8～10nm。

4.根據權利要求1所述的一種II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點超晶格材料，其特征在于：所述的第三層In_0.53Ga_0.47As緩沖層厚度為500～1000?。

5.權利要求1～4任意所述的一種II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點超晶格材料的生長方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）將InP襯底表面脫模，進行清潔處理，脫模過程在As源的保護下進行，襯底熱偶溫度為710～720℃；?

2）在襯底表面生長In_0.53Ga_0.47As緩沖層：

將InP襯底的熱偶溫度降至660～670℃，打開Ga源、In源快門，生長3000～5000?的In_0.53Ga_0.47As緩沖層；

3）生長GaSb量子點：

當生長3000～5000?的In_0.53Ga_0.47As緩沖層結束時，關閉As源、In源、Ga源快門，打開Sb源快門，襯底在Sb源下保護160～180s，對In_0.53Ga_0.47As緩沖層表面進行Sb浸潤，使得In_0.53Ga_0.47As緩沖層完全暴露在Sb₄氛圍內，同時將Ga源溫度降至810～815℃并打開Ga源快門，生長4～5ML的GaSb量子點；

4）生長In_0.53Ga_0.47As緩沖層：

當生長4～5ML的GaSb量子點結束時，關閉Ga源快門并將Ga源升溫至835℃，同時襯底在Sb源下保護100～130s，然后關閉Sb源快門、打開As源快門并使As源穩定，在As源保護下打開In源、Ga源快門，生長厚度為500～1000?的?In_0.53Ga_0.47As緩沖層；

5）生長GaSb量子點：

當生長500～1000?的In_0.53Ga_0.47As緩沖層結束時，關閉In源、Ga源、As源快門，打開Sb源快門，使襯底在Sb源下保護160～180s，同時將Ga源溫度降至810～815℃并打開Ga源快門，生長4～5ML的GaSb量子點，生長完成后，關閉Ga源門，只開Sb源快門，在Sb₄的氛圍下降至室溫，即可獲得II型GaSb/In_0.53Ga_0.47As量子點。

6.根據權利要求5所述的生長方法，其特征在于：所有所述As源的溫度為365℃。