一种大尺寸InGaSb量子点的外延生长方法

摘要

大尺寸量子点属于半导体光电子材料技术领域。该领域已知技术所探索的各种制备低维量子材料的方法中，不足之处是难于控制量子点的空间尺寸、形状和组分分布，使得它难于方便地引入器件中发挥效应。尤其是结构中难以控制的各向异性(形状、应变场、发光或放大特性等方面)，严重地限制了这类纳米结构在光电器件中的应用。本发明之大尺寸InGaSb量子点的外延生长制备，能够实现锑化物体系的低维外延生长。通过人为控制量子点尺寸和组分均匀性，探索实现较大尺寸(高宽比)特征的量子点结构，达到对其能带结构、载流子的量子限制作用、发光特性机理的深入认识，为研制1.5～4.0μm甚至更长波长(中红外)高性能量子点激光器、具有偏振无关性能的光学放大器以及其它集成光电子元器件奠定基础。

主权项

1、一种大尺寸InGaSb量子点的外延生长方法，其外延结构包括衬底(1)、缓冲层(2)、种子量子点(3)、短周期超晶格(4)、GaSb盖层(5)及大尺寸量子点(6)。采用MBE方法，在(001)取向、Si掺杂浓度1-2×1018cm-3的GaAs衬底(1)上依次生长：厚度1μm、非掺杂的GaAs缓冲层(2)，生长温度580℃；厚度2.2MLs、自组织生长方法的InGaSb种子量子点(3)，生长温度420℃；8-10个周期的7MLs的GaSb层和2MLs的InGaSb层构成的短周期超晶格层(4)，生长温度420℃。每生长7MLs的GaSb层后，间断生长90s，生长2MLs的InGaSb，间断生长20s。重复周期8-10个。厚度为0.2μm的GaSb盖层(5)。