铟砷锑厚膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种在GaAs衬底上生长铟砷锑(InAsSb)厚膜材料的方法，该方法的特征是：当熔源与衬底接触之后，过量的熔源迅速从衬底上推开，由于衬底离凹槽口平面的高度为InAsSb厚膜的厚度，部分熔体留在衬底表面上，在滑块的尾部压块覆盖下结晶，在衬底上生成外延层。采用本发明的液相外延生长方法，解决了传统液相外延无法制备高组分x的InAs_1－xSb_x(x＞0.5)外延材料的难题，成功制备了Sb组分高达0.95的InAsSb外延材料，该材料的室温截止波长达到了11－12.5μm。该InAsSb外延材料不但对长波长红外探测器的应用还是对衬底材料的应用都有着十分重要的意义。本发明方法制备工艺简单，制作成本较低，有利于商业应用。

主权项

1.一种铟砷锑厚膜材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：§A.衬底采用100取向的GaAs，按照InAs1-xSbx(0.9≤x≤1)的摩尔比例分别计算并精确称量熔源材料：In、Sb、InAs，然后对GaAs衬底和称取的In、Sb、和InAs生长源分别进行清洗和腐蚀，并氮气吹干备用；将处理好的衬底和In、Sb、InAs生长源分别快速装入及石墨舟的衬底凹槽内和生长源液槽中，紧接着将石墨舟推入石英反应管内抽真空至1×10-3Pa，而后通入流动氢气直至外延厚膜生长结束；§B.熔源：在向石英反应管中通氢30分钟后，将石英反应管推至外延炉中，在氢气氛和635-700℃恒温下，熔源1小时，以保证源的充分溶解和均匀混合；§C.外延生长：熔源结束后，开始执行降温生长程序第一步：降温速率A1为0.5-2℃/min，当温度降至T1＝600-650℃时，人工推动石墨舟的滑块向前移动，使衬底与熔源接触，并继续推动滑块向前移动，直至滑块的尾部压块将衬底凹槽完全盖上；此时由于石墨舟底板凹槽的深度为衬底厚度+所需生长厚膜的厚度，因而有部分熔源留在石墨舟衬底凹槽的衬底表面上；紧接着执行第二步降温生长程序：降温速率A2为8-15℃/min，当降温至T2＝400-500℃时，石英反应管退出炉膛；继续执行第三步降温程序：电风扇降温A3，当降温至T3＝室温时，整个外延厚膜生长结束，取出样品。