[發(fā)明專利]基于數(shù)字合金勢壘的量子阱結構、外延結構及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811000562.0 | 申請日： | 2018-08-29 |
| 公開（公告）號： | CN109217109B | 公開（公告）日： | 2020-05-26 |
| 發(fā)明（設計）人： | 謝圣文;牛智川;張宇;徐應強;邵福會;楊成奧;張一;尚金銘;黃書山;袁野;蘇向斌 | 申請（專利權）人： | 中國科學院半導體研究所 |
| 主分類號： | H01S5/343 | 分類號： | H01S5/343 |
| 代理公司： | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人： | 李坤 |
| 地址： | 100083 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 數(shù)字 合金 量子 結構 外延 及其 制備 方法 | ||
1.一種基于數(shù)字合金勢壘的量子阱結構，包括：
阱層，其為體材料結構；以及
勢壘層，分別形成于所述阱層的上下表面上，其為數(shù)字合金結構；
所述勢壘層包含多層特定生長時序的周期性結構，每個所述周期性結構的厚度介于2nm至5nm之間；所述勢壘層的所述數(shù)字合金結構為Al0.5Ga0.5As0.04Sb0.96，所述周期性結構由下至上依次為：
AlSb層，其厚度介于0.6nm至1.5nm之間；
AlAs層，其厚度介于0.1nm至0.3nm之間；
AlSb層，其厚度介于0.6nm至1.5nm之間；以及
GaSb層，其厚度介于0.7nm至1.7nm之間；
或，所述勢壘層的所述數(shù)字合金結構為Al0.5Ga0.2In0.3As0.3Sb0.7，所述周期性結構由下至上依次為：
AlAsSb層，其厚度介于1nm至2nm之間；
InAsSb層，其厚度為0.4nm至1nm之間；以及
GaAsSb層，其厚度為0.6nm至2nm之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)字合金勢壘的量子阱結構，所述阱層包含InGaSb體材料或InGaAsSb體材料。
3.一種基于數(shù)字合金勢壘的量子阱外延結構，其由下至上依次包括：
襯底緩沖層，用于緩沖應力，避免應力釋放；
有源區(qū)，形成于所述襯底緩沖層上，其由下至上依次包含有五個如上述權利要求1至2中任一項所述的基于數(shù)字合金勢壘的量子阱結構，其中，相鄰的兩個阱層共用一個勢壘層；以及
保護蓋層，形成于所述有源區(qū)中最上層的所述勢壘層上；
所述有源區(qū)中與所述襯底緩沖層相鄰的所述勢壘層包含多層特定生長時序的周期性結構，每個所述周期性結構的厚度介于2nm至5nm之間；
所述勢壘層的所述數(shù)字合金結構為Al0.5Ga0.5As0.04Sb0.96，所述特定生長時序的周期性結構由下至上依次為：
AlSb層，其厚度介于0.6nm至1.5nm之間；
AlAs層，其厚度介于0.1nm至0.3nm之間；
AlSb層，其厚度介于0.6nm至1.5nm之間；以及
GaSb層，其厚度介于0.7nm至1.7nm之間；
或，所述勢壘層的所述數(shù)字合金結構為Al0.5Ga0.2In0.3As0.3Sb0.7，所述周期性結構由下至上依次為：
A1AsSb層，其厚度介于1nm至2nm之間；
InAsSb層，其厚度為0.4nm至1nm之間；以及
GaAsSb層，其厚度為0.6nm至2nm之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于數(shù)字合金勢壘的量子阱外延結構，所述襯底緩沖層包括：
GaSb襯底層；以及
GaSb緩沖層，形成于所述GaSb襯底層上，該GaSb緩沖層上形成有所述有源區(qū)。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于數(shù)字合金勢壘的量子阱外延結構，其中：
所述GaSb緩沖層的厚度介于40nm至60nm之間；
所述阱層的厚度介于8nm至10hm之間；
所述有源區(qū)中與所述GaSb緩沖層相鄰的所述勢壘層的厚度介于80nm至120nm之間；
所述有源區(qū)中其余的所述勢壘層的厚度介于10hm至30nm之間；
所述保護蓋層的厚度介于2nm至4nm之間。
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