CN104810256A - 一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 - Google Patents
一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104810256A CN104810256A CN201510160441.2A CN201510160441A CN104810256A CN 104810256 A CN104810256 A CN 104810256A CN 201510160441 A CN201510160441 A CN 201510160441A CN 104810256 A CN104810256 A CN 104810256A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dot
- inas quantum
- layer
- segregation
- growing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其包括：在衬底上生长缓冲层后，在缓冲层上生长InAs量子点层，接着在InAs量子点层上生长AlAs层，最后在AlAs层上生长GaAs盖层。通过采用本发明的InAs量子点生长方法，能够很好地抑制InAs量子点中In原子的偏析，使得响应波长红移，向通信领域使用的1.3um波长靠近，能很好地应用于1.3-1.5um的通信领域中，同时使得其制作的太阳能器件开路电压增加。本发明可广泛应用于InAs量子点生长领域中。
Description
技术领域
本发明涉及量子点生长方法，尤其涉及一种可抑制InAs量子点中In偏析的InAs量子点生长方法。
背景技术
技术词解释：
Å：其表示长度单位埃，1埃= 10^(-10)米=0.1纳米。
量子点是纳米科学与技术研究的重要组成部分，由于载流子在半导体量子点中受到三维限制而具有优异性能，构成了量子器件和电路的基础，因此，在未来的纳米电子学、光电子学、光学、量子计算和生命科学等方面，量子点有着重要的应用前景，受到人们广泛重视。
对于传统的InAs量子点，其是采用生长完InAs后直接生长GaAs盖层的方法来获得稳定的量子点，此种方法虽然能够获得很好的量子点形貌和响应强度，但是其中的In原子的偏析不能很好地得到解决，从而使得目标波长蓝移，不能很好地应用于1.3-1.5um的通信领域中。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可抑制InAs量子点中In偏析的生长方法。
本发明所采用的技术方案是：一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，该方法包括：
A、在衬底上生长缓冲层；
B、在缓冲层上生长InAs量子点层；
C、在InAs量子点层上生长AlAs层；
D、在AlAs层上生长GaAs盖层。
进一步，所述InAs量子点层、AlAs层以及GaAs盖层生长时，所述衬底的温度均为480℃。
进一步，所述AlAs层的沉积厚度为5.65Å。
进一步，所述AlAs层的的沉积速率为1000Å/h。
进一步，所述InAs量子点层的沉积厚度为6.1Å。
进一步，所述InAs量子点层的沉积速率为0.061Å /s。
进一步，所述的步骤B具体为：
将衬底的温度降到480℃以及使***的真空压强在5*10-8～6*10-8torr之间后，在缓冲层上生长InAs量子点层。
进一步，所述的步骤A具体为：
将衬底在580℃脱模，然后升温至605℃对脱模后的衬底进行烘烤，接着降温至580℃在衬底上生长缓冲层。
进一步，所述步骤D具体为：
使***的真空压强在6*10-8～7*10-8torr之间,接着在AlAs层上生长GaAs盖层。
进一步，所述的GaAs盖层的厚度为100nm。
本发明的有益效果是：本发明的生长方法是在生长完InAs量子点层后先生长一AlAs层，接着才在AlAs层上完成GaAs盖层。由于AlAs的禁带宽度较大，In原子穿过需要较大能量，所以AlAs层能有效阻挡In原子的偏析，由此可得，相较于传统的InAs量子点，多生长了一层作为阻挡层的AlAs层，便能够很好地阻止InAs量子点中In原子的偏析。而且由于能很好地阻止InAs量子点中In原子的偏析，因此也能很好地阻止InAs量子点所带来的波长蓝移，从而使其响应波长向通信领域使用的1.3um波长靠近，能很好地应用于1.3-1.5um的通信领域中，同时使得其制作的太阳能器件开路电压增加。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法的步骤流程图；
图2是InAs量子点生长结构示意图；
图3是InAs量子点一具体实施例的生长结构示意图；
图4是传统InAs量子点以及通过本发明方法获得的InAs量子点，两者对比的光致发光光谱示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，该方法包括：
A、在衬底上生长缓冲层；
B、在缓冲层上生长InAs量子点层；
C、在InAs量子点层上生长AlAs层；
D、在AlAs层上生长GaAs盖层。
本发明的生长方法使用分子束外延设备来实现。通过采用上述的InAs量子点生长方法，所述InAs量子点的生长结构如图2所示。另，优选地，所述的衬底为GaAs衬底，所述的缓冲层为GaAs缓冲层。
进一步作为优选的实施方式，所述InAs量子点层、AlAs层以及GaAs盖层生长时，所述衬底的温度均为480℃。
进一步作为优选的实施方式，所述AlAs层的沉积厚度为5.65Å。
进一步作为优选的实施方式，所述AlAs层的的沉积速率为1000Å/h。由于采用这一沉积速率，因此有利于Al原子的表面迁移，使得表面平整。
进一步作为优选的实施方式，所述InAs量子点层的沉积厚度为6.1Å。
进一步作为优选的实施方式，所述InAs量子点层的沉积速率为0.061Å/s。
进一步作为优选的实施方式，所述的步骤B具体为：
将衬底的温度降到480℃以及使***的真空压强在5*10-8～6*10-8torr之间后，在缓冲层上生长InAs量子点层。
进一步作为优选的实施方式，所述的步骤A具体为：
将衬底在580℃脱模，然后升温至605℃对脱模后的衬底进行烘烤，接着降温至580℃在衬底上生长缓冲层。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤D具体为：
使***的真空压强在6*10-8～7*10-8torr之间,接着在AlAs层上生长GaAs盖层。
进一步作为优选的实施方式，所述的GaAs盖层的厚度为100nm。
本发明一具体实施例
一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其具体方法步骤包括：
S1、将GaAs衬底在580℃脱模，然后再升温至605℃对脱模后的GaAs衬底进行6分钟烘烤，接着降温至580℃在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层；
S2、将GaAs衬底的温度降到480℃，以及调节As阀来控制As分子束流的大小从而使***的真空压强在5*10-8～6*10-8torr之间后，打开In阀射出In分子束流，从而在GaAs缓冲层上生长InAs量子点层；其中，所述InAs量子点层的沉积速率为0.061Å/s，沉积100s后，所述InAs量子点层的沉积厚度为6.1Å；
S3、在InAs量子点层上，以1000Å/h的沉积速率沉积一AlAs层，所述AlAs层的沉积厚度为5.65Å，所述AlAs层是用来抑制In原子的偏析，即所述AlAs层为一AlAs阻挡层；
S4、调节As阀来控制As分子束流的大小，从而使***的真空压强在6*10-8～7*10-8torr之间,接着在AlAs层上生长GaAs盖层，所述GaAs盖层的厚度为100nm。
由上述可得，所述InAs量子点层、AlAs层以及GaAs盖层生长时，所述衬底的温度均为480℃。而通过采用上述的InAs量子点生长方法，所述InAs量子点的生长结构如图3所示。而传统的InAs量子点以及通过本发明方法获得的InAs量子点，它们两者对比的光致发光光谱示意图如图4所示，其中，虚线所表示的是传统InAs量子点的光致发光光谱，实线所表示的是通过本发明方法所得到的InAs量子点的光致发光光谱。
另外，对于上述InAs量子点层以及AlAs层，两者的厚度可以进行适当优化以得到光致发光测试中更优的强度和目标波长。
由上述可得，本发明的生长方法是在生长完InAs量子点层后先生长一AlAs层，接着才在AlAs层上完成生长GaAs盖层。由此可得，相较于传统的InAs量子点，多生长了一层作为阻挡的AlAs层，能够很好地阻止InAs量子点中In原子的偏析以及其带来的波长蓝移，使响应波长向通信领域使用的1.3um波长靠近，能更好地应用于1.3-1.5um波长的通信领域中，同时使得其制作的太阳能器件开路电压增加。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：该方法包括：
A、在衬底上生长缓冲层；
B、在缓冲层上生长InAs量子点层；
C、在InAs量子点层上生长AlAs层；
D、在AlAs层上生长GaAs盖层。
2.根据权利要求1所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述InAs量子点层、AlAs层以及GaAs盖层生长时，所述衬底的温度均为480℃。
3.根据权利要求1所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述AlAs层的沉积厚度为5.65Å。
4.根据权利要求1-3任一项所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述AlAs层的的沉积速率为1000Å/h。
5.根据权利要求1所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述InAs量子点层的沉积厚度为6.1Å。
6.根据权利要求1、2、3或5所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述InAs量子点层的沉积速率为0.061Å /s。
7.根据权利要求1、2、3或5所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述的步骤B具体为：
将衬底的温度降到480℃以及使***的真空压强在5*10-8～6*10-8torr之间后，在缓冲层上生长InAs量子点层。
8.根据权利要求7所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述的步骤A具体为：
将衬底在580℃脱模，然后升温至605℃对脱模后的衬底进行烘烤，接着降温至580℃在衬底上生长缓冲层。
9.根据权利要求1或8所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述步骤D具体为：
使***的真空压强在6*10-8～7*10-8torr之间,接着在AlAs层上生长GaAs盖层。
10.根据权利要求9所述一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法，其特征在于：所述的GaAs盖层的厚度为100nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510160441.2A CN104810256A (zh) | 2015-04-03 | 2015-04-03 | 一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510160441.2A CN104810256A (zh) | 2015-04-03 | 2015-04-03 | 一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104810256A true CN104810256A (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=53694994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510160441.2A Pending CN104810256A (zh) | 2015-04-03 | 2015-04-03 | 一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104810256A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105869993A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-17 | 华北科技学院 | 抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 |
| CN109616558A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-12 | 中国科学院半导体研究所 | InAsSb量子点发光材料的制备方法 |
| CN113130715A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-16 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 垂直结构硅基量子点发光器件的衬底转移方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1372360A (zh) * | 2001-02-26 | 2002-10-02 | 中国科学院半导体研究所 | 1.3微米InGaAs/GaAs自组织量子点激光器材料及生长该材料的方法 |
| KR20070072770A (ko) * | 2006-01-02 | 2007-07-05 | 한국과학기술연구원 | 열처리를 이용한 저밀도 양자점 구조를 가지는 반도체소자의 제조 방법 |
| CN102414545A (zh) * | 2009-05-08 | 2012-04-11 | 泽尼尔有限公司 | 分光光度计 |
| CN103035799A (zh) * | 2011-10-07 | 2013-04-10 | 清华大学 | 发光二极管 |
-
2015
- 2015-04-03 CN CN201510160441.2A patent/CN104810256A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1372360A (zh) * | 2001-02-26 | 2002-10-02 | 中国科学院半导体研究所 | 1.3微米InGaAs/GaAs自组织量子点激光器材料及生长该材料的方法 |
| KR20070072770A (ko) * | 2006-01-02 | 2007-07-05 | 한국과학기술연구원 | 열처리를 이용한 저밀도 양자점 구조를 가지는 반도체소자의 제조 방법 |
| CN102414545A (zh) * | 2009-05-08 | 2012-04-11 | 泽尼尔有限公司 | 分光光度计 |
| CN103035799A (zh) * | 2011-10-07 | 2013-04-10 | 清华大学 | 发光二极管 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孔令民: "自组织InAs量子点材料生长与发光性质的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105869993A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-17 | 华北科技学院 | 抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 |
| CN109616558A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-12 | 中国科学院半导体研究所 | InAsSb量子点发光材料的制备方法 |
| CN113130715A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-16 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 垂直结构硅基量子点发光器件的衬底转移方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104810256A (zh) | 一种抑制InAs量子点中In偏析的生长方法 | |
| CN103233271B (zh) | 一种在GaAs衬底上外延生长InAs/GaSb二类超晶格的方法 | |
| US11390518B2 (en) | Formation of antireflective surfaces | |
| CN103700576B (zh) | 一种自组装形成尺寸可控的硅纳米晶薄膜的制备方法 | |
| CN102828239B (zh) | 一种通过缺陷应力去除技术自分离氮化镓单晶材料制备自支撑衬底的方法 | |
| Long et al. | Photosensitive and temperature-dependent I–V characteristics of p-NiO film/n-ZnO nanorod array heterojunction diode | |
| WO2017016527A3 (zh) | 一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜及其制备方法 | |
| CN104393125A (zh) | 一种发光元件的制备方法 | |
| CN105731825A (zh) | 一种利用石墨烯玻璃低成本大面积制备氮化铝薄膜的方法 | |
| CN111063770A (zh) | 一种SiO2蓝宝石复合衬底 | |
| CN102931289B (zh) | 一种花片太阳能电池制备方法 | |
| CN105088181A (zh) | 一种硅基量子点激光器材料的mocvd制备方法 | |
| US10290507B2 (en) | Formation of antireflective surfaces | |
| CN109989002B (zh) | HfO2/VO2/HfO2三明治结构智能窗薄膜及其制备方法 | |
| CN104049287A (zh) | 一种亚波长抗反射结构器件及其制备方法 | |
| Welser et al. | Broadband nanostructured antireflection coating on glass for photovoltaic applications | |
| CN207233746U (zh) | 一种太阳能电池减反射薄膜 | |
| CN104596138B (zh) | 一种太阳能选择性吸收膜系 | |
| CN103337525B (zh) | 抗pid效应的太阳能电池片及其制造方法 | |
| CN103287010B (zh) | 蓝宝石红外窗口用氧化钇/二氧化硅增透保护膜及其制备方法 | |
| CN108220897B (zh) | 磁控溅射低温制备二氧化钒薄膜的方法 | |
| CN102776567B (zh) | 在Si衬底上制备纤锌矿相MxZn1-xO单晶薄膜的方法 | |
| CN102881570A (zh) | 半导体材料的制备方法 | |
| CN109449076A (zh) | 一种富硅氮化硅薄膜低温制备方法 | |
| CN101899706B (zh) | 采用MOCVD制备非极性GaN基稀磁半导体材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150729 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |