專利名稱：控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法。 更確切的說，是在生長量子點的過程中銦鎵砷材料從層狀生長到
島狀生長(2 D-3 D)轉(zhuǎn)變的臨界厚度附近引入一個超薄砷化鋁 層來調(diào)控量子點的成核過程的生長方法。
背景技術(shù)：
由于納米量子結(jié)構(gòu)中的受限電子、光子呈現(xiàn)出許多與體材料 結(jié)構(gòu)中十分不同的物理內(nèi)涵、十分豐富的新量子現(xiàn)象和效應(yīng)，這 也就為新原理的電子、光電子器件的發(fā)展提供了新機遇，如發(fā)展 基于不同應(yīng)用目標(biāo)、工作于不同波段的量子阱、量子線和量子點 激光器、調(diào)制器和探測器等，由于其多維的限制，產(chǎn)生很多優(yōu)越 性，如量子點激光器則有窄發(fā)射線寬、高調(diào)制頻率、高溫度穩(wěn)定 性和低閾值電流密度等獨特的優(yōu)越特性。
目前，以分子束外延技術(shù)和金屬有機物化學(xué)氣相淀積技術(shù)等 為代表的低維材料生長新技術(shù)獲得了巨大進(jìn)展，并成功地生長出 了一系列納米結(jié)構(gòu)材料。經(jīng)多年的努力，在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)已發(fā)展了多種半導(dǎo)體量子點材料的制備方法，歸納起來包括 "自上而下"、"自下而上"和兩種相結(jié)合的制備技術(shù)。其中"自 上而下"的方法，是利用電子、離子或光學(xué)微細(xì)加工技術(shù)，通過 刻蝕直接制備量子點。這種方法制備的量子點，雖然其尺寸、形 狀和密度可控，但加工帶來的界面損傷以及工藝過程中引入的雜 質(zhì)污染等，使其相關(guān)的器件性能與理論預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。而這種方 法與"自下而上"的方法相結(jié)合后，雖然一定程度上提高了器件 性能，但還是與理論預(yù)期存在一定距離。"自下而上"的方法一 般又稱為自組織生長方法。這種生長方法是利用SK
(Stranski-Krastanow)生長模式在晶格失配的襯底上生長量子 點，這種量子點幾乎沒有位錯，具有較好的電學(xué)和光學(xué)性能。但 是自組織方法生長的量子點，由于在Sk轉(zhuǎn)變(即從層狀生長模 式轉(zhuǎn)變到島狀生長模式(2 D-3 D))過程中量子點成核的隨機性， 一般都存在一定的尺寸分布，這會造成量子點光譜的非均勻展寬
(2 0 — 1 0 0 meV)。這種尺寸不均勻效應(yīng)破壞了基于量子點獨 特的零維電子能態(tài)結(jié)構(gòu)(6函數(shù)態(tài)密度)所帶來的優(yōu)異性能，故 如何提高量子點尺寸分布的均勻性成為了近年來的研究熱點之
此外，低密度量子點可用于制備單光子源和單電子器件，也 成為了近年來研究熱點之一。而光子能量在1 . 3 (ini和1 . 5 pm
附近(長波長)的單光子源在量子通訊領(lǐng)域尤其應(yīng)用廣泛。而采 用低生長速率、低砷壓和較低的生長溫度可以實現(xiàn)室溫?zé)晒庠? .3 pm左右的低密度量子點，但其生長條件范圍極窄，細(xì)微的生 長條件的變化就可能導(dǎo)致實驗的失敗。
基于現(xiàn)有技術(shù)生長的銦鎵砷量子點樣品的生長方法也主要
分為兩類，請參閱圖1 (a)和(b)所示的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品 和結(jié)構(gòu)B樣品的結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品的生長步驟為 在襯底1 0 '上采用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀積的方 法淀積緩沖層2 0 ';在緩沖層2 0 '上淀積應(yīng)力緩減層3 0 '; 在應(yīng)力緩減層3 0'上淀積銦鎵砷材料來形成銦鎵砷浸潤層4 0 '和銦鎵砷量子點層5 0'?，F(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣品的生長步驟 類似于圖l (a)的步驟，只是缺少淀積應(yīng)力緩減層3 0 '的步 驟，從圖1 (a)禾P (b)可以看出量子點層5 0 ，是不均勻的凸 起。基于現(xiàn)有技術(shù)生長銦鎵砷量子點時，通過調(diào)節(jié)量子點的生長 條件(如生長溫度、生長速率和砷壓等)和生長結(jié)構(gòu)(dot-in-well
結(jié)構(gòu)或迭層量子點.結(jié)構(gòu)等)可以在 一 定范圍內(nèi)調(diào)控量子點的尺 寸、形狀、密度以及組分等。比如采用生長停頓的方法，可以利 用量子點的尺寸自限制效用來提高量子點尺寸分布的均勻性；另 外采用迭層量子點結(jié)構(gòu)也可以得到窄光譜的量子點。而本文提供 的這種在生長量子點的過程中引入一個超薄砷化鋁層的方法(當(dāng) 銦鎵砷的厚度處于2 D- 3 D轉(zhuǎn)變的臨界厚度附近時引入超薄砷 化鋁層)，利用了鋁原子的遷移率低于鎵原子的遷移率以及鋁原 子加入銦鎵砷表面會使表面能提高這兩個性質(zhì)，來改變生長前沿 的表面狀況，使得從層狀生長模式轉(zhuǎn)變到島狀生長模式(2D-
73D)轉(zhuǎn)變提前，并促使3D島在富鋁區(qū)域均勻成核，從而調(diào)節(jié)
量子點的成核密度以及提高量子點尺寸分布的均勻性。另外因為
此方法可以控制3 D島在富鋁區(qū)優(yōu)先成核，所以可以通過控制超 薄砷化鋁層的引入量這一個額外參數(shù)來拓寬室溫?zé)晒庠? . 3 拜左右的低密度量子點的生長條件的可選擇范圍。本方法思想 新穎，相應(yīng)生長工藝便于掌握和優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其可實現(xiàn)在InxGa卜xAs生長前沿上生長InyGai-yAS 量子點時量子點成核機制的改變(0《x〈y《1 )，促使量子點均 勻成核，從而實現(xiàn)自組織銦鎵砷量子點尺寸均勻性的提高及其成 核密度的調(diào)控。
發(fā)明技術(shù)方案為
本發(fā)明提供一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，
其特征在于，包括如下步驟 步驟1 :選擇一襯底；
步驟2 :在襯底上釆用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀 積的方法淀積緩沖層，來隔離襯底中的雜質(zhì)和位錯，并使生長表 面更加平整；
步驟3 :在緩沖層上淀積應(yīng)力緩減層，來緩減緩沖層與銦鎵砷材料之間的應(yīng)變；
步驟4 :在應(yīng)力緩減層上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化 鋁和第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層和銦鎵砷量子點層，完 成生長的制備。
其中所述的襯底為砷化鎵或磷化銦或硅襯底。
其中所述的銦鎵砷層的化學(xué)式為InxGai-xAs，其中0<^《1。
其中所述的依序淀積的第一層銦鎵砷的厚度與銦鎵砷材料 生長在應(yīng)力緩減層上時從層狀生長模式轉(zhuǎn)變到島狀生長模式的 臨界厚度大致相同。
其中所述的超薄砷化鋁的厚度小于1 ML。
本發(fā)明提供一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法， 其特征在于，包括如下步驟 步驟1:選擇一襯底；
步驟2 :在襯底上采用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀 積的方法淀積緩沖層，來隔離襯底中的雜質(zhì)和位錯，并使生長表 面更加平整；
步驟3 :在緩沖層上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化鋁和 第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層和銦鎵砷量子點層，完成生 長的制備。
其中所述的襯底為砷化鎵或磷化銦襯底。 其中所述的銦鎵砷，其化學(xué)式為InxGai-xAs，其中0〈xSl。 其中所述的依序淀積的第 一 層銦鎵砷的厚度與銦鎵砷材料生長在緩沖層上時從層狀生長模式轉(zhuǎn)變到島狀生長模式的臨界 厚度大致相同。
其中所述的超薄砷化鋁的厚度小于1 ML。
本發(fā)明具有的意義
本發(fā)明采用引入超薄砷化鋁層這一簡單的方式提供了一種 改變自組織銦鎵砷量子點成核機制的新方法，為控制量子點的尺 寸、形狀和密度等提供了一個新的可調(diào)參數(shù)，提高了自組織銦 鎵砷尺寸分布的均勻性，并拓寬了實現(xiàn)低密度量子點(室溫?zé)晒?位于1 . 3拜左右)的生長條件的可選擇范圍。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附
圖詳細(xì)說明如后，其中
圖1(a)是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品的結(jié)構(gòu)示意圖；(b)是現(xiàn)
有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣品的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明第一實施例樣品的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明第二實施例樣品的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4 (a)是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品的原子力照片(2 X 2 u m
2 )以及相應(yīng)的高度分布柱狀圖；(b)是本發(fā)明第一實施例樣品
的原子力照片(2 X 2 u m2 )以及相應(yīng)的高度分布柱狀圖5 (a)是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品中小量子點集的尺寸標(biāo)度
10分布(實心方塊)同理論標(biāo)度函數(shù)"")(虛線)的比較；(b)是 現(xiàn)有技術(shù)樣品B中大量子點集的尺寸標(biāo)度分布(實心方塊)同理
論標(biāo)度函數(shù)^(")(虛線)的比較；
圖6是本發(fā)明中所有量子點的尺寸標(biāo)度分布(實心方塊)同
理論標(biāo)度函數(shù)《(")(虛線)的比較；
圖7是本發(fā)明第二實施例樣品的低溫?zé)晒夤庾V(8 0 K)，圖
中虛線代表高斯擬合峰；
圖8是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣品的低溫?zé)晒夤庾V(8 0 K)，圖中
虛線代表高斯擬合峰。
具體實施例方式
請參閱圖2所示，為本發(fā)明的第一實施例。
本發(fā)明一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，包括 如下步驟
步驟1 :選擇一襯底1 0 ,所述的襯底1 0為砷化鎵(0 0 1 )襯底；
步驟2:在襯底10上采用分子束外延的方法生長緩沖層2
0，本例樣品的生長在Riber 3 2 p分子束外延設(shè)備中進(jìn)行， 所述的緩沖層2 0為4 0 Q nm厚的砷化鎵緩沖層，其生長溫度 為6 1 0'C，高溫生長的砷化鎵緩沖層可以使生長表面盡量平 整，并可盡量減小襯底材料中雜質(zhì)和位錯對量子點層的光電性質(zhì) 的影響；步驟3 :在緩沖層2 0上，淀積應(yīng)力緩減層3 0 ，所述的應(yīng)
力緩減層3 0為2 nm厚的In。. 15Ga。. 85As應(yīng)力緩減層，其生長溫 度降為5 1 0 'C，此應(yīng)力緩減層的生長可以減小銦原子和鎵原子
之間的互換作用；
步驟4 :在應(yīng)力緩沖層3 0上，依序淀積第一層銦鎵砷、超 薄砷化鋁和第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層4 0和銦鎵砷量 子點層5 0 ，完成生長的制備。所述的銦鎵砷，所選為砷化銦(化
學(xué)式為InxGai-xAs， x=0)，所述的依序淀積的第 一 層銦鎵砷的 厚度為0 . 9 ML，所述的超薄砷化鋁的厚度為0 . 0 2 ML，所述的 第二層銦鎵砷的厚度為0 . 2 ML，本步驟生長溫度仍為5 1 0 °C， 銦鎵砷和砷化鋁的淀積速率均為0.01 ML/s。
本實施例每個步驟的生長均采用As2氣壓，并一直保持在3 . 6X1 0 —6 Torr。 .
為了比較，還生長了類似于本實施例樣品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)結(jié) 構(gòu)A樣品(請參閱圖l (b))，兩樣品的每步生長條件一樣，以 便于比較。
在生長樣品之前，已經(jīng)通過裝配在分子束外延設(shè)備上的反射 式高能電子衍射裝置(RHEED)事先確定了，襯底溫度為5 1 0 。C時，2 nm-InQ.15Gao.85As/GaAs上砷化銦材料2 D-3 D轉(zhuǎn)變的臨 界厚度位于0 . 9 ML- 1 . 0 ML之間。
樣品生長完成后，將襯底溫度迅速冷卻至室溫，取出樣品并 對其進(jìn)行原子力測量，結(jié)果在圖4中給出。根據(jù)圖4 ，可以看出兩個樣品的表面形貌區(qū)別很大?，F(xiàn)有技 術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品的表面量子點由兩組量子點構(gòu)成一組是高度在0 .
9 - 3 . 5 nm的小量子點，密度約為9 . 7 X 1 0 9cm—2，另一組是 高度在7-1 4 nm的大量子點，密度約為5.3 X 1 0 、—2;而 本發(fā)明第一實施例樣品的表面量子點只包含一個模式，其密度約 為5 . 5X 1 0 9cnT2，高度分布可用一個高斯峰來擬合。
引進(jìn)動力學(xué)標(biāo)度理論來分析兩個樣品的成核過程。按照經(jīng)典 的成核理論，若3 D島的尺寸分布服從一定的標(biāo)度規(guī)律(scaling
1 aw)， 貝U
式中，e是外延層的有效覆蓋度，"=^〈心，〈》是3D島的平 均尺寸，W(")是尺寸為s的3D島的數(shù)量密度，/(")是標(biāo)度函數(shù)，
只依賴于"的大小。當(dāng)""時，,(")達(dá)到最大值。動力學(xué)標(biāo)度理 論起初被用來描述2 D島的成核過程，并在同質(zhì)外延和異質(zhì)外延
中的理論模擬以及實驗研究中得到了證實。只要比較實驗測量的
量子點的尺寸分布同理論函數(shù)即可得出臨界成核數(shù)/的大小。另
外經(jīng)推導(dǎo)，當(dāng)= 'a'""°'，其中^和^是常數(shù)。同時有 人將此方法應(yīng)用到半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的3D島生長分析中，并認(rèn)為^ 即3 D島的體積。
圖5 (a)和(b)分別給出了現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品中小量子 點和大量子點的尺寸標(biāo)度分布。小量子點的尺寸標(biāo)度分布的最大值處，W<1，其形狀介于/ = 0和/ = 1的標(biāo)度函數(shù)之間。 一個系
統(tǒng)的臨界成核數(shù)/ = 0，意味著In原子一旦沉積到生長表面則立
刻自發(fā)成核。這樣的行為可能是因為生長表面中缺陷的存在，如
臺階等。而現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品中大量子點的尺寸標(biāo)度分布與小
量子點的完全不一，其形狀接近理論函數(shù)《(")。大小量子點的 尺寸標(biāo)度分布的不同表明，兩者處于不同的演進(jìn)發(fā)展階段并且不 可能同時成核。
本發(fā)明第 一 實施例樣品中的量子點的尺寸標(biāo)度分布在圖4
中給出，其形狀也是一個類/ = 3的函數(shù)，這說明本發(fā)明第一實施 例樣品中所有量子點都處于同一個演進(jìn)階段，可能同時成核。
現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)A樣品和本發(fā)明第一實施例樣品中量子點的 原子力形貌直觀表現(xiàn)的差異及其尺度標(biāo)度分布的區(qū)別，說明超薄 砷化鋁確實改變了自組織銦鎵砷量子點在2 D- 3 D轉(zhuǎn)變初級階 段的成核過程，改變了量子點的成核密度，并促使量子點均勻成 核，提高了量子點尺寸分布的均勻性。
請參閱圖3 ，為本發(fā)明的第二實施例(其中第二實施例與第
一實施例的相同部分采用了相同標(biāo)號)。
本發(fā)明一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，包括 如下步驟
步驟1 :選擇一襯底1 0 ，所述的襯底1 0為砷化鎵(0 0 1 )襯底；
步驟2 :在襯底1 0上釆用分子束外延淀積緩沖層2 0 ，本例樣品的生長在Riber 3 2p分子束外延設(shè)備中進(jìn)行，所述的 緩沖層2 0為4 0 0 nm厚的砷化鎵緩沖層，其生長溫度為6 1 0 °C，高溫生長的砷化鎵緩沖層可以使生長表面盡量平整，并可 盡量減小襯底材料中雜質(zhì)和位錯對量子點層的光電性質(zhì)的影響；
步驟3 :在緩沖層2 0上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化 鋁和第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層4 0和銦鎵砷量子點層 5 0 。所述的銦鎵砷，所選為砷化銦(化學(xué)式為InxGa卜xAs， x= 0 )，所述的依序淀積的第一層銦鎵砷的厚度為1 . 6 ML，所述的 超薄砷化鋁的厚度為0 . Q 2 ML，所述的第二層銦鎵砷的厚度為 0 . 3 ML本步驟生長溫度仍為4 9 0 °C,銦鎵砷淀積速率為0 . 0 0 3 7 5 ML/s，砷化鋁的淀積速率為0.01 ML/s。
完成步驟3的生長后，依序在生長溫度為4 9 0 。C時繼續(xù)生
長了 5 nm厚的InQ.i5GaD.85As和1 0 nm厚的砷化鎵低溫蓋層，接 著溫度升至6 1 0 °C繼續(xù)生長了 2 4 0 nm的砷化鎵高溫間隔
層，完成樣品的制備。本步生長其目的在于使樣品更利于研究本 發(fā)明量子點的光學(xué)性質(zhì)的研究。
本實施例每個步驟的生長均采用AS2氣壓，除步驟3中As2
氣壓保持在0.9X1 0 —6Torr之外，其他步驟都保持在4 X 1 0 6Torr左右。
為了比較，還生長了類似于本實施例樣品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)結(jié) 構(gòu)B樣品(請參閱圖l (b))，兩樣品的每步生長條件一樣，以 便于比較。在生長樣品的同時，通過裝配在分子束外延設(shè)備上的反射式
高能電子衍射裝置(RHEED)觀察，知道襯底溫度為4 9 0。C時， 砷化鎵上砷化銦材料2D-3D轉(zhuǎn)變的臨界厚度略大于1 . 6ML。
樣品生長完成后，將襯底溫度迅速冷卻至室溫，取出樣品并 對其進(jìn)行平面透射電鏡和低溫光致發(fā)光測量(8 OK)。
本實施例中銦鎵砷浸潤層4 0和銦鎵砷量子點層5 O的生
長采甩了低生長溫度、低生長速專和低砷壓條件，其目的在于研 究本發(fā)明控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法在生長長波 長低密度量子點方面的作用。
對樣品進(jìn)行平面透射電鏡測試后，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明第二實施例樣 品中量子點的面密度約為5 XI 09cnT2，而現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣 品中量子點的面密度約為1.5X10 "cm—2?？梢姾笳叩拿芏燃s 為前者的三倍，超薄砷化鋁的引入有效的降低了量子點的面密 度。
圖7給出了本發(fā)明第二實施例樣品的低溫?zé)晒夤庾V(8 0 K， 激發(fā)功率為1 0 mW)，經(jīng)高斯擬合發(fā)現(xiàn)光譜包含EO (峰位=1 . 2 6 pm，半高寬二2 8 meV)禾B E 1 (峰位二 1 . 1 8 ^n)兩個峰， 通過與高激發(fā)功率下的光譜比較，發(fā)現(xiàn)EQ為量子點基態(tài)發(fā)光， El為量子點激發(fā)態(tài)發(fā)光，這說明第二實施例樣品只存在單模分 布的量子點。
圖8給出了現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣品的低溫?zé)晒夤庾V(8 0 K， 激發(fā)功率為1 0 mW)，經(jīng)高斯擬合發(fā)現(xiàn)，光譜包含EO (峰位二l .
162 7 fxm，半高寬=2 9 meV)、 E、 0 (峰位二 1 . 1 6 nm，半高寬= 1 7 meV)、 E 1(峰位=1.19 禾口 E、 1 (峰位=1.16 |um)
兩個峰，通過與高激發(fā)功率下的光譜比較，發(fā)現(xiàn)E 0和E' 0分別 為樣品中兩個量子點集的基態(tài)發(fā)光，E 1和E' 1分別為樣品中 兩個量子點集的激發(fā)態(tài)發(fā)光，這說明現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)B樣品中量子 點的分布是雙模的。
經(jīng)過以上分析，可以說明超薄砷化鋁的引入確實有效地降低 了量子點的面密度并提高了量子點尺寸分布的均勻性，有利于實 現(xiàn)長波長低密度量子點。
雖然參照上述實施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本 發(fā)明并不限于所公開的實施例，對于本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說，可對其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。本發(fā)明意欲涵蓋所附權(quán)利 要求書的精神和范圍內(nèi)的各種變形。
權(quán)利要求
1、一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1選擇一襯底；步驟2在襯底上采用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀積的方法淀積緩沖層，來隔離襯底中的雜質(zhì)和位錯，并使生長表面更加平整；步驟3在緩沖層上淀積應(yīng)力緩減層，來緩減緩沖層與銦鎵砷材料之間的應(yīng)變；步驟4在應(yīng)力緩減層上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化鋁和第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層和銦鎵砷量子點層，完成生長的制備。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的襯底為砷化鎵或磷化銦或硅 襯底。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的銦鎵砷層的化學(xué)式為 InxGai —xAs，其中0〈^《1。
4 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的依序淀積的第一層銦鎵砷的厚度與銦鎵砷材料生長在應(yīng)力緩減層上時從層狀生長模式轉(zhuǎn)變 到島狀生長模式的臨界厚度大致相同。
5 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，其特征在于，其中所述的超薄砷化鋁的厚度小于1 ML。
6 、 一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1 :選擇一襯底；步驟2 :在襯底上采用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀 積的方法淀積緩沖層，來隔離襯底中的雜質(zhì)和位錯，并使生長表 面更加平整；步驟3 :在緩沖層上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化鋁和 第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層和銦鎵砷量子點層，完成生 長的制備。
7 、根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的襯底為砷化鎵或磷化銦襯底。
8 、根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的銦鎵砷，其化學(xué)式為 InxGai—xAs，其中0<x^l。
9 、根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核的 生長方法，其特征在于，其中所述的依序淀積的第一層銦鎵砷的 厚度與銦鎵砷材料生長在緩沖層上時從層狀生長模式轉(zhuǎn)變到島 狀生長模式的臨界厚度大致相同。
10 、根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制自組織銦鎵砷量子點成核 的生長方法，其特征在于，其中所述的超薄砷化鋁的厚度小于1ML。
全文摘要
本發(fā)明一種控制自組織銦鎵砷量子點成核的生長方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1選擇一襯底；步驟2在襯底上采用分子束外延或金屬有機物化學(xué)氣相淀積的方法淀積緩沖層，來隔離襯底中的雜質(zhì)和位錯，并使生長表面更加平整；步驟3在緩沖層上淀積應(yīng)力緩減層，來緩減緩沖層與銦鎵砷材料之間的應(yīng)變；步驟4在應(yīng)力緩減層上依序淀積第一層銦鎵砷、超薄砷化鋁和第二層銦鎵砷層，形成銦鎵砷浸潤層和銦鎵砷量子點層，完成生長的制備。
文檔編號H01L33/00GK101540357SQ200810102198
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者葉小玲, 波 徐, 梁凌燕, 王占國, 鵬 金, 陳涌海 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所