[发明专利]一种InAs基InGaAs/InAsSb超晶格材料及其生长方法和应用

权利要求书

1.一种InAs基InGaAs/InAsSb超晶格材料的生长方法，其特征在于，所述InAs基InGaAs/InAsSb超晶格材料包括依次堆叠的若干In_xGa_1-xAs/InAs_ySb_1-y超晶格原胞，其中，0＜x＜1，0＜y＜1；所述In_xGa_1-xAs/InAs_ySb_1-y超晶格原胞包括一层In_xGa_1-xAs材料和一层InAs_ySb_1-y材料；

包括以下步骤，

S1、标定InAs衬底脱氧及InAs缓冲层生长条件；

S2、根据步骤A标定的InAs衬底脱氧温度T_d，初步确定超晶格材料的生长温度T_s；

S3、选定单层In_xGa_1-xAs材料的厚度m，0nmm10nm；根据m数值确定单层InAs_ySb_1-y的厚度n；

S4、获得In_xGa_1-xAs材料在InAs衬底上的生长条件；

S5、使用步骤S1-S4所得超晶格生长参数，以及不同的Sb束流生长In_xGa_1-xAs/InAs_ySb_1-y超晶格材料，根据超晶格材料相对InAs衬底应变量选择Sb束流最佳值；

S6、使用步骤S1-S5所得超晶格生长参数生长In_xGa_1-xAs/InAs_ySb_1-y超晶格材料，根据超晶格材料表面缺陷密度，调整超晶格材料的生长温度，获取超晶格材料最佳生长温度；

S7、使用超晶格材料最佳生长温度，以及步骤S1-S5所得其他超晶格生长参数，生长所述InAs基InGaAs/InAsSb超晶格材料；

所述步骤S3、S4和步骤S1-S2的顺序不限。

2.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述步骤S1的具体操作如下：

S11、将除气后的InAs衬底送入生长室，在As束流保护下升温至脱氧，将脱氧温度T_d记为后续外延生长的基准温度；

S12、调整In炉温度获得InAs生长速率r_InAs对应束流F_In，调整As炉状态以获得InAs缓冲层生长所需As束流F_As。

3.如权利要求2所述的生长方法，其特征在于，所述步骤S11中，以（T_d-30℃）±10℃作为生长InAs缓冲层的衬底温度。

4.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据InAs衬底脱氧温度T_d，初步确定超晶格材料的生长温度：

。

5.如权利要求2所述的生长方法，其特征在于，所述步骤S3中，单层In_xGa_1-xAs材料的厚度m和单层InAs_ySb_1-y的厚度n满足以下条件：

，

其中a_InGaAs、a_InAsSb、a_InAs分别代表In_xGa_1-xAs、InAs_ySb_1-y、InAs材料的晶格常数。

6.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述步骤S4中，调整Ga炉温度获得GaAs在InAs衬底上生长速率r_GaAs对应束流F_Ga；调整As炉状态以获得In_xGa_1-xAs层在超晶格生长温度T_s下生长所需As束流。