Ⅳ－Ⅵ族半导体单晶薄膜和其异质结构的制备方法

摘要

一种IV－VI族半导体单晶薄膜和其异质结构的制备方法，在精确控制的超高真空条件下，从束源炉中蒸发出来的IV－VI族各种原子和分子束与一个清洁并具有很好晶面取向的单晶衬底表面相遇，到达衬底表面的原子和分子经过在衬底表面吸附、迁移和结晶等过程，形成高质量的单晶薄膜。通过精密控制束流量、衬底温度等生长条件，使外延的IV－VI族化合物在衬底表面按一个原子层接一个原子层的模式生长，用这种方法能够生长IV－VI族半导体异质结构，包括量子阱、超晶格，制造成本低，产品质量高。

主权项

1.一种IV-VI族半导体单晶薄膜和其异质结构的制备方法，是在分子束外延装置中，采用分子束外延生长方法，在不同生长温度下，利用不同IV-VI族化合物分子束源，在不同的单晶衬底材料上生长单晶薄膜的方法，所述分子束外延装置中具有进样室、准备室、生长室、多个束源炉，具体制备工艺步骤如下：●将单晶衬底装入进样室的衬底架，用进样室抽真空至≤5×10-5Pa，在进样室加热衬底至150～200℃，除气30分钟；●将衬底在室温下用磁力传输杆传入到准备室中，在将衬底加热到350℃除气30分钟；●对装有不同分子束蒸发源的各束源炉进行除气，将束源炉升温至所需温度，除气温度为高于生长用束源炉的温度15℃，除气时间10～15分钟，并用离子规测量束流大小，通过调节束源炉温度控制分子束束流大小；●待衬底除完气，并降至室温后，将准备室中衬底传入到生长室中，用闸板阀隔离生长室和准备室；●在生长室加热衬底使其在高于生长温度10～20℃下除气10分钟，用挡板隔离衬底和束源炉；●将衬底温度调节到所需温度200～550℃，打开衬底旋转电机，控制转速在1-40转每分钟，同时打开束源炉挡板，打开样品架挡板，开始生长；●当单晶薄膜生长达到预期厚度时，结束生长，衬底温度降至室温。