[发明专利]一种基于飞秒激光辅助的半导体材料外延生长方法和装置

摘要

本发明涉及一种基于飞秒激光辅助的半导体材料外延生长方法和装置，所述方法在半导体材料外延生长初期，通过飞秒激光在线制备图形化衬底；在半导体材料外延生长过程中，通过飞秒激光改变生长原子的动力学特性，提高生长原子的表面迁移距离，并通过飞秒激光在局部产生等离子体，可实现局部量子点定位生长；在半导体材料外延生长掺杂工艺过程中，通过飞秒激光与掺杂原子直接作用，提高掺杂原子的活性，可实现更高效率的掺杂；此外，根据飞秒激光在生长表面的吸收和反射光强和光谱，实现对半导体材料外延生长过程在线和实时检测。本发明将飞秒激光引入到半导体材料外延生长过程中，对于半导体材料外延生长质量和掺杂效率的提高具有重大意义。

主权项

一种基于飞秒激光辅助的半导体材料外延生长方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在半导体外延生长初期，根据图形尺寸和精度不同要求，对应选择不同波长的飞秒激光在线制备图形化衬底；S2、在半导体材料外延生长过程中，根据生长材料种类以及工艺过程的不同，对应选择不同波长的飞秒激光改变外延生长原子的动力学特性，提高生长原子表面迁移距离；S3、根据量子点尺寸和材料种类的不同，对应选择不同波长的飞秒激光在外延材料局部产生等离子体，形成量子点定位生长；S4、在半导体材料外延生长掺杂过程中，根据掺杂原子种类以及工艺过程的不同，将特定波长的飞秒激光直接作用在掺杂原子上，提高半掺杂原子活性，进行高效率替位掺杂；S5、在半导体材料外延生长或掺杂结束后，根据掺杂原子种类以及工艺过程的不同，对应选择不同波长的飞秒激光直接作用在材料上，进行实时在线退火；S6、将飞秒激光进行单点、多点或线面快速扫描，实现整个生长表面的延伸。