一种基于锑化物材料选区外延生长的外延片生长方法

摘要

本发明公开了一种基于锑化物材料选区外延生长的外延片生长方法，包括在衬底材料表面沉积SiO

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种基于锑化物材料选区外延生长的外延片生长方法。

背景技术

基于半导体技术的光电型气体传感器因其高可靠性、长寿命等优势被越来越多地用于汽车、医院、智能家居等的气体监测和智能控制。目前中红外波段的气体传感器一般采用非色散红外技术(Nondispersiveinfrared,NDIR)。NDIR式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。通过红外光的透射率(透射光强度与源自辐射源的发射光强度之比)来计算出被测气体的浓度。整个气体传感器一般由宽谱红外光发射光源、光探测器、光学滤波片以及气体检测盒体、信号处理电路构成。为了保证气体传感器在各种环境下长期稳定的检测，且无需校准，一般采用单个宽谱光源的双波长型设计，即在2个光探测器的前端分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤波片，一路作为参考，一路作为探测，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以计算出气体浓度值。

NDIR式气体传感器的缺点是采用了宽谱光源和光学滤波片，因为只有吸收波长附近的红外光对于探测器有意义，大量的红外光都被过滤最终变为热，从而造成传感器功耗较高，系统的复杂度和成本也较高。

随着锑化物量子阱技术的发展，基于窄带中红外光源和光探测器的新技术已经成为未来低功耗紧凑型气体传感器的发展趋势。这种新技术采用了对应于特定吸收波段的窄带中红外光源，从而替代了NDIR中的宽谱光源和光学滤波片，这不仅功耗大大降低，整个系统的复杂度和成本也相应的降低。

然而我们通常希望集成多路窄带中红外光源，比如4.27微米的窄带光源用于检测CO

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于锑化物材料选区外延生长的外延片生长方法，包括以下步骤：

(1)在衬底材料表面沉积SiO

(2)刻蚀出不同尺寸的SiO

(3)选区生长区域为暴露区，剩余SiO

(4)外延生长多量子阱有源区。

优选地，所述步骤(1)中衬底材料为GaAs衬底。

优选地，所述步骤(1)中衬底材料表面沉积的SiO

优选地，所述步骤(4)中多量子阱有源区生长之前的过渡层为厚度为3-4μm的AlInSb。

采用以上方案后，本发明具有如下优点：本发明通过在衬底材料表面沉积SiO

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明选区外延生长中红外多波长量子阱掩膜示意图。

图2是本发明红外多波长量子阱结构示意图。

图3是本发明基于图2中组分的中红外多波长量子阱阱宽与波长的关系。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

平面选择区域生长是实现光电器件在1.55μm、1.3μm波段单片集成的一种关键技术，它利用了金属有机物化学汽相沉积在有掩膜图形的衬底上外延生长时，由于掩膜图形表面和衬底暴露区表面性质的差异，致使反应物粒子在汽相平流层横向扩散，导致不同区域的外延生长速度和组分的差异的特点，实现对不同区域外延材料能带的控制。由于以前大多采用分子束外延来生长锑化物材料，无法利用选区外延生长来实现锑化物多量子阱材料带隙即波长的调控。近年来，MOCVD被用于了锑化物的外延生长，因而使得基于锑化物材料选区外延生长的中红外量子阱结构成为可能。

本实施例公开一种基于锑化物材料选区外延生长的外延片生长方法，包括以下步骤：

(1)在衬底材料表面沉积SiO

(2)刻蚀出不同尺寸的SiO

(3)选区生长区域为暴露区，剩余SiO

(4)外延生长如图2所示多量子阱有源区，之前的过渡层为厚度3-4μm的AlInSb，。

如图3所示，基于图2中的组分的中红外多波长量子阱，其波长随着阱宽厚度增加而变长，经过对掩膜图形的调整，我们即可获得多个中红外多波长集成光器件。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。