[发明专利]半导体材料及其制备方法和应用、激光器、光电探测器

说明书

本发明涉及半导体领域，具体而言，提供了一种半导体材料及其制备方法和应用、激光器、光电探测器。所述半导体材料包括依次设置的硅衬底、第一GaAs缓冲层、GaSb缓冲层和InAs(Sb)/In_xGa_1‑xAs_ySb_1‑y超晶格，其中0x1，0y1。该半导体材料中硅衬底与InAs(Sb)/In_xGa_1‑xAs_ySb_1‑y超晶格之间晶格失配和热失配程度低，超晶格中位错缺陷密度低、质量高。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体而言，涉及一种半导体材料及其制备方法和应用、激光器、光电探测器。

背景技术

硅衬底价格便宜，且以硅材料为主的微电子工艺成熟，可获得尺寸最大、器件工艺较成熟的半导体材料，降低半导体材料的制作成本。在硅衬底上制作半导体材料用材料，首先要解决硅衬底与外延层晶格失配和热失配的问题，晶格失配和热失配会使在外延过程中出现位错等缺陷，严重降低外延层的质量。

InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格是红外激光器和光电探测器重要的有源区和吸收区材料，应用前景广阔。目前，关于InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格的研究还很少，其在硅衬底上外延生长时，也同样存在晶格失配和热失配的问题，导致所得超晶格的质量不高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种半导体材料，该器件中硅衬底与InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格之间晶格失配和热失配程度低，超晶格中位错缺陷密度低、质量高。

本发明的第二目的在于提供一种上述半导体材料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种上述半导体材料在激光器或光电探测器中的应用。

本发明的第四目的在于提供一种激光器或光电探测器。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种半导体材料，包括依次设置的硅衬底、中间层和InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格，中间层包括第一GaAs缓冲层和GaSb缓冲层，其中0x1，0y1。

作为进一步优选的技术方案，硅衬底、第一GaAs缓冲层、GaSb缓冲层和InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格依次排列；

优选地，中间层的厚度为100-5000nm。作为进一步优选的技术方案，中间层还包括GaAs/AlAs超晶格位错过滤层、第二GaAs缓冲层或Ge缓冲层中的至少一种。

作为进一步优选的技术方案，所述中间层还包括GaAs/AlAs超晶格位错过滤层，硅衬底、第一GaAs缓冲层、GaAs/AlAs超晶格位错过滤层、第一GaAs缓冲层、GaSb缓冲层和InAs(Sb)/In_xGa_1-xAs_ySb_1-y超晶格依次排列；