[发明专利]InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法

权利要求书

1.一种InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，采用先制备锑含量低GaAsSb合金薄层，然后生长InAs量子点的分子束外延生长工艺制备应力自组装GaAs基InAs/GaAsSb量子点，具体步骤如下：

a.GaAs基片脱氧处理：使用固源MBE分子束外延设备，As、Sb裂解源束流以As₄和Sb₄为主，用半绝缘GaAs(100)衬底，进行衬底脱氧处理；

b.GaAs缓冲层的生长：在衬底脱氧完全后，首先生长180-230nm厚的GaAs缓冲层，以减小衬底表面质量对后续生长的影响；

c.GaAsSb外延层的制备：缓冲层生长结束后，关闭Ga源快门，同时保持As保护气氛，使衬底降到工艺中指定的温度，待温度达到后，关闭As快门，并打开Sb阀门和快门，使样品的GaAs表面暴露在Sb束流下20-40秒，在Sb束流作用下，GaAs表面的部分As原子会和Sb发生置换反应，形成GaAsSb薄层；

d.InAs量子点的生长：关闭Sb快门的同时，恢复As快门，同时升温或者降温到InAs生长温度，温度到后，开始沉积InAs量子点同时密切关注RHEED反射式电子衍射花样变化，以精确获得临界转变厚度；对于观察形貌的样品，InAs沉积量达临界转变后及时停止生长并降温取出；

e.InAs盖层的制备：对于观察光谱的样品，在InAs生长温度下，先沉积3-8nm低温GaAs，而后升温再沉积40-60nm GaAs。

2.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤a中GaAs(100)衬底，是通美晶体公司的‘epi-ready’级半绝缘GaAs(100)衬底。

3.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤a中衬底脱氧所用温度均由RHEED观察到脱氧温度重新标定，初试温度为380-420℃，保持30-50分钟。

4.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤b中GaAs缓冲层生长速率控制在0.6-1.2μm/h，生长温度在570-590℃，V/III比在15-25之间；其中，V/III比为沉积过程中V族元素和III族元素束源的束流比。

5.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤c中指定的温度为GaAsSb生长温度，在480-500℃之间，Sb速流在1×10^-7-2×10^-7Torr之间。

6.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤d中InAs生长温度为480-500℃之间，In速流在1×10^-8Torr以下。

7.根据权利要求1所述InAs/GaAsSb量子点的分子束外延生长方法，其特征在于，所述步骤e中GaAs盖层生长温度在570-590℃，V/III比在15-25之间。