[发明专利]一种InAs真空计及真空度测试方法

说明书

本发明涉及一种InAs真空计及真空度测试方法，真空计包括腔体、设置在腔体内部的肖特基结、与肖特基结两端连接的真空电极、通过真空电极与肖特基结连接的外接源表以及与腔体内部连通的气源，所述腔体设有一个连接口，所述连接口通过管路与待测环境连通；测试时，保持腔体内气压稳定，连接腔体和待测环境，利用外接源表测试肖特基结的I‑V曲线，并与已知真空度下的I‑V曲线相比较，获得待测环境的压强。与现有技术相比，本发明最大的优点是制备方法简单，容易操作，测试精度高，耐用，容易推广应用。

技术领域

本发明涉及真空计技术领域，具体涉及一种InAs真空计及真空度测试方法。

背景技术

真空系统是半导体材料制备、测试系统的一个重要组成部分。由于空气中含有氧气、水等成分，为了防止材料氧化或引入杂质，生长Si、GaAs等半导体材料或薄膜材料时需要使生长系统处于真空状态。例如，利用垂直布里奇曼法提拉Si单晶时，需要将多晶Si置于真空的石英安瓿中；利用液相外延方法制备GaAs薄膜时，在熔融Ga和GaAs的母液前，需要将系统抽到超高真空状态。因此，生长系统必须配备测量压强的真空计。目前，商用的真空计的种类很多，如汞柱真空计、弹簧管真空计、热电偶真空计、阴极电离真空计等，然而，由于设计原理的局限性，普遍存在测量范围窄、稳定性较差、不耐用等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高灵敏度、高可靠性的InAs真空计及真空度测试方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种InAs真空计，该真空计包括腔体、设置在腔体内部的肖特基结、与肖特基结两端连接的真空电极、通过真空电极与肖特基结连接的外接源表以及与腔体内部连通的气源，所述腔体设有一个连接口，所述连接口通过管路与待测环境连通。

所述的肖特基结包括Zn掺杂的p型InAs单晶片以及设置在单晶片两端的Au纳米薄膜，Zn的掺杂浓度为5×10¹⁶cm^-3，所述真空电极的两端连接在两个Au纳米薄膜上，以形成肖特基结。

所述的Au纳米薄膜通过溅射沉积的方式连接在单晶片的两端。

所述的气源为氧气瓶或空气瓶。氧气或空气中的氧原子可以引起肖特基结势垒发生变化。

所述的气源与腔体的连接管路上设有真空阀和单向阀。

一种采用如上所述InAs真空计进行的真空度测试方法，包括以下步骤：

(1)打开连接气源和腔体的真空阀，使腔体内充满气体后关闭真空阀，是腔体内的气压恒定；

(2)打开连接待测环境与腔体的真空阀，利用外接源表测试肖特基结的电流和电压，得到I-V曲线；

(3)由于InAs半导体表面的氧原子或分子的吸附-脱附过程改变Au电极与InAs的接触势垒，导致I-V曲线发生变化，将步骤(2)测得的I-V曲线与已知真空度下的I-V曲线比较，即得所述待测环境的真空度。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明的真空计可以现场制作，且制作方法简单，容易操作，测试精度高，耐用，容易推广应用。

附图说明

图1为本发明的真空计的结构示意图；

图2为本发明的实施例制备的InAs真空计在不同真空度下的I-V曲线。

其中，1为腔体，2为肖特基结，21为单晶片，22为Au纳米薄膜，3为真空电极，4为外接源表，5为气源，6为真空阀，7为单向阀，8为待测环境。

具体实施方式