[发明专利]一种GeBi合金薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种GeBi合金薄膜，包括P型硅衬底，以及采用分子束外延方法形成于P型硅衬底之上的GeBi合金薄膜。

2.根据权利要求1所述的GeBi合金薄膜，其特征在于，所述GeBi合金薄膜的厚度为150～660nm。

3.根据权利要求1所述的GeBi合金薄膜，其特征在于，所述P型硅衬底为硼掺杂的P型Si基片，其电阻率为1×10^-5～2×10^-4Ω·cm，载流子浓度为1×10²⁰～1×10²¹。

4.根据权利要求1所述的GeBi合金薄膜，其特征在于，所述采用分子束外延方法制备GeBi合金薄膜时，以固体Ge材料作为Ge源，固体Bi材料作为Bi源，控制基片温度为200～400℃，Ge源温度为1000～1300℃，Bi源温度为300～600℃，薄膜的生长时间为150～220min，生长速率为1～3nm/min。

5.根据权利要求1所述的GeBi合金薄膜，其特征在于，所述GeBi合金薄膜中，Ge的质量分数为60％～98％，Bi的质量分数为2％～40％。

6.一种GeBi合金薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：依次采用氢氟酸、去离子水、丙酮、酒精和去离子水清洗P型硅衬底，并采用氮气吹干；

步骤2：将步骤1清洗干燥后的硅衬底放入分子束外延腔室中，抽真空至2×10^-7～5×10^-7torr；

步骤3：采用分子束外延法在步骤2的硅衬底上生长薄膜，其中，衬底温度为200～400℃，Ge源温度为1000～1300℃，Bi源温度为300～600℃，生长时间为150～220min，生长速率为1～3nm/min；

步骤4：待薄膜生长完成后，将Bi源温度降低至400℃以下，Ge源温度降低至300℃以下，衬底温度降低至室温，取出衬底，即可在硅衬底上得到GeBi合金薄膜。

7.权利要求1至6中任一项所述GeBi合金薄膜在红外光电探测器中的应用。