[发明专利]一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，包括N⁺-InP衬底、N-InP层、P⁺-InGaAs层、P⁺-InGaAs欧姆接触层、N区欧姆接触电极和P区欧姆接触电极；其中，N⁺-InP衬底、N-InP层、P⁺-InGaAs层和P⁺-InGaAs欧姆接触层自下而上依次排列，N-InP层和P⁺-InGaAs层共同构成InP/InGaAs异质结外延层，P⁺-InGaAs欧姆接触层生长于P⁺-InGaAs层的上部，P区欧姆接触电极制作在P⁺-InGaAs欧姆接触层的顶部，N区欧姆接触电极制作在N⁺-InP衬底的底部；

所述N⁺-InP衬底采用(100)晶向，且为Si高掺杂，掺杂浓度10¹⁸cm^-3；

所述InP/InGaAs异质结外延层中，P⁺-InGaAs层的In摩尔组分为0.53，Ga摩尔组分为0.47，掺杂为C元素；

所述P⁺-InGaAs欧姆接触层的厚度为200nm，Si掺杂浓度10¹⁹cm^-3。

2.根据权利要求1所述的一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，N区欧姆接触电极和P区欧姆接触电极均为多层金属电极，其中，与P⁺-InGaAs欧姆接触层相接触的P区欧姆接触电极作为顶部金属电极，具有Pt/Ti/Pt/Au结构金属层，Pt/Ti/Pt/Au结构金属层的Pt、Ti、Pt、Au的厚度依次为2nm、15nm、15nm、120nm；与N⁺-InP衬底相接触的N区欧姆接触电极作为底部金属电极，具有Ni/Ge/Au结构金属层，Ni/Ge/Au结构金属层的Ni、Ge、Au厚度依次为30nm、50nm、250nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，所述InP/InGaAs异质结外延层采用金属有机化学气相淀积技术生长。

4.根据权利要求1所述的一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，所述N-InP层的厚度为200-300nm，Si掺杂浓度为10¹⁷cm^-3；所述P⁺-InGaAs层的厚度为50-80nm，C掺杂浓度10¹⁹cm^-3。

5.根据权利要求1所述的一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，所述P⁺-InGaAs欧姆接触层采用与P⁺-InGaAs层相同的摩尔组分。

6.根据权利要求2所述的一种基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构，其特征在于，两个欧姆接触电极均采用电子束蒸发工艺制备。

7.一种制备如权利要求1所述的基于深能级瞬态谱测试的InP/InGaAs异质结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、制备N⁺-InP衬底：衬底采用(100)晶向，掺杂为Si，掺杂浓度为10¹⁸cm^-3，以形成衬底层；

步骤2、在制备好的N⁺-InP衬底上，采用金属有机化学气相淀积技术外延生长低晶格失配的InP/InGaAs异质结构：通过金属有机化学气相淀积技术首先在N⁺-InP衬底上生长N-InP层，该结构中N-InP层厚度为200-300nm，低掺杂Si，掺杂浓度为10¹⁷cm^-3；然后在N-InP层上生长厚度为50-80nm的P⁺-InGaAs层，In摩尔组分为0.53，Ga摩尔组分为0.47，掺杂为C元素，掺杂浓度为10¹⁹cm^-3，从而形成InP/InGaAs异质结；

步骤3、在该异质结上淀积一层厚度为200nm的P⁺-InGaAs层，P⁺-InGaAs层采用异质结中P⁺-InGaAs层相同的摩尔组分，Si掺杂，掺杂浓度为10¹⁹cm^-3，以形成P⁺-InGaAs欧姆接触层；

步骤4、制备电极：在与N⁺-InP衬底接触的背部，利用电子束蒸发工艺，依次淀积厚度为30nm/50nm/250nm的Ni/Ge/Au金属，400℃的温度下退火15s，形成N区欧姆接触电极；然后在P⁺-InGaAs欧姆接触层的顶部依次淀积厚度为2nm/15nm/15nm/120nm的Pt/Ti/Pt/Au金属，形成P区欧姆接触电极；

步骤5、通过常规光刻工艺，在溴甲醇溶液中腐蚀成结面积在4×10^-4cm^-3～1×10^-3cm^-3范围内的台面二极管，最终完成InP/InGaAs异质结构的制备。