一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件及制备方法，通过低温GaAs薄膜的剥离转移与键合技术，将太赫兹的产生与接收集成到同一基片上，具有体积小，重量轻，成本低，操作方便的特点。该器件的结构包括：光电导天线、金属波导和基底。光电导天线是由金电极、低温GaAs构成；金属波导是指传输太赫兹的微带线；基底由BCB介质、Au金属背板、硅基底构成。本发明解决了传统太赫兹时域光谱系统的空间占用问题，使系统各部分集成到同一基片上，同时测量过程中仅需极少量样品就能获得相应的信息。另一方面该发明减少了样品测量之前的太赫兹准直调节，使样品测量步骤更加简洁。
【专利说明】
一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件及制备方法
技术领域
[0001]本发明属于太赫兹技术领域，具体涉及一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件及制备方法。
【背景技术】
[0002]太赫兹波是指频率在0.1?1THz(波长在30?3000μπι)之间的电磁波，其波段位于微波和红外之间。近十几年来超快激光技术和半导体材料科学与技术的迅速发展，为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，促进了太赫兹在光谱学和成像技术方面的广泛应用。
[0003]太赫兹时域光谱系统是利用飞秒激光对光电导材料或电光材料进行激发，发射出的太赫兹脉冲被聚焦后，照射到样品上，太赫兹脉冲就被样品调制，携带了样品信息的太赫兹脉冲再次聚焦到探测器上，通过控制探测光和栗浦光的时间延迟来完成对整个太赫兹脉冲在时域上的相干测量。然后对绘制的太赫兹时域谱进行傅里叶变换，最后得到样品的频域信息。利用这种探测技术已经对大量的物质进行了频谱分析，例如在半导体、药品、生物分子的研究分析中，光谱学发挥着非常重要的作用。
[0004]然而它具有如下的局限性:
[0005]1、样品太大:由于太赫兹聚焦的光斑的大小由衍射极限决定，因此过小的样品会使太赫兹波漏掉。
[0006]2、频谱分辨率低:光路中由于太赫兹反射器、探测器以及相干元件会使探测到的太赫兹脉冲有反射回波，而反射回波产生在主波之后，在对太赫兹脉冲进行傅里叶变换时，主波与反射回波之间的距离限制了时间窗口的长度，从而使傅里叶变换后的频谱分辨率受到影响，使得本该出现的样品吸收峰不易被发现。
[0007]3、系统尺寸大:典型的太赫兹时域光谱系统主要部件包括如下部分:波长为800nm的飞秒激光器、太赫兹发射和接收部分以及准直聚焦光路，这使系统的尺寸很难缩小，无法实现便携。
[0008]4、水的吸收:由于水中氢键的影响造成了水对太赫兹的强烈吸收，而系统对样品体积要求不能太小，这就对水溶性生物样品的太赫兹光谱提取造成了极大困难。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明提供一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，解决了传统太赫兹时域光谱系统的空间占用问题；同时，该发明省去了样品测量之前太赫兹波的准直调节，使样品测量步骤更加简洁。
[0010]一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，包括基底，用于产生太赫兹脉冲的光电导天线以及用于探测太赫兹的光电导天线；其中，用于产生太赫兹脉冲的光电导天线制备在基底上表面一侧，作为栗浦区；用于探测太赫兹的光电导天线制备在基底上表面的另一侧，作为探测区；栗浦区与探测区之间采用微带线(4)连接，栗浦区与探测区之间的微带线(4)上设置被测样品；
[0011]所述光电导天线由金属电极(2)和作为半导体衬底的低温砷化镓薄膜(3)构成;低温砷化镓薄膜(3)制备在所述基底上表面，低温砷化镓薄膜的两侧各连接有一个金属电极
(2);所述栗浦区的两个金属电极(2)上加载偏置电压，微带线(4)的两端分别连接栗浦区和探测区的低温砷化镓薄膜(3);栗浦区的低温砷化镓薄膜(3)上被入射的激光脉冲激励产生太赫兹脉冲后，微带线(4)将太赫兹脉冲传输至探测区，所述探测区的两个金属电极之间串接有电流探测器，对太赫兹脉冲进行探测。
[0012]较佳的，所述基底从下至上包括硅衬底(9)、金属背板(8)、BCB介质(7)和聚酰亚胺
(5)。
[0013]较佳的，所述金属电极(2)采用金材料，两金属电极(2)间的距离为4Oμπι。
[0014]较佳的，所述微带线(4)贯穿栗浦区和探测区的低温砷化镓薄膜(3)，入射的激光脉冲光斑位于微带线(4)附近的低温砷化镓薄膜(3)上，所述光斑在两个金属电极(2)之间。
[00?5 ]较佳的，所述聚酰亚胺(5)的厚度为I μπι;所述BCB介质(7)的厚度为20μηι ；所述金属背板(8)的厚度为300nm;所述硅衬底(9)厚度为700μπι。
[0016]较佳的，所述微带线(4)的尺寸为:宽度为30μπι，厚度为200nm。
[0017]—种单片集成器件中基底上制备低温砷化镓薄膜的方法，其特征在于，具体过程包括如下步骤:
[0018]步骤1、低温砷化镓外延片的制备，具体为:
[0019]首先在GaAs衬底上生长一层AlAs层，再生长Ga0.lAl0.gAs层作为过渡层，然后生长低温砷化镓，之后生长Ga0.1Al0.gAs层作为保护层，最后涂一层黑錯(10)，由此在AlAs层之上形成A IGaAs -GaAs -A IGaAs的三明治结构的低温砷化镓薄膜；
[0020]步骤2、低温砷化镓薄膜剥离与转移，具体为:
[0021]首先利用RIE设备，采用反应离子刻蚀方法，将步骤I制备得到的低温砷化镓外延片中GaAs衬底以上的4层结构进行刻蚀，得到所需尺寸的矩形台；然后利用HF酸对AlAs进行腐蚀，使AlAs层上面的低温砷化镓薄膜脱离GaAs衬底；
[0022]步骤3、低温砷化镓薄膜与基底的键合，具体为:
[0023]首先将步骤2制备的低温砷化镓薄膜进行清洗，然后用夹持装置将低温砷化镓薄膜转移到基底上;然后去除黑蜡(10)，固化后，通过低温砷化镓薄膜与聚酰亚胺(5)材料之间的范德华力使低温砷化镓薄膜与基底键合在一起。
[0024]较佳的，将低温砷化镓薄膜与基底键合在一起后，先通过PECVD设备在低温砷化镓薄膜周围生长S12作为钝化层，然后对S12钝化层光刻、腐蚀出分别用于设置金属电极(2)和微带线(4)的凹槽，在S12钝化层上溅射一层金属Au，最后采用lift-off技术对凹槽以外的S12钝化层进行腐蚀，完成金属剥离，形成金属电极(2)和微带线(4)。
[0025]较佳的，所述基底制备的具体过程包括磁控溅射和甩胶两个部分;首先在700μπι的硅衬底上采用磁控溅射的方法，溅射生长一层300nm厚的金属金;然后在金上面滴BCB 5微克，再利用转速约为1000r/min的甩胶机将BCB涂匀，使得BCB厚度约为20μπι;待BCB凝固后再涂一层厚度为Iym的聚酰亚胺。
[0026]较佳的，所述步骤3中，步骤I中低温砷化镓外延片的制备过程如下:
[0027]SOl、采用分子束外延系统，首先将350μπι厚的GaAs半导体衬底放在超高真空腔体中，然后分别将Al和As放入腔体内的喷射炉中，先加热半导体衬底达580°C，然后分别加热喷射炉中的Al和As，使得Al和As升华形成蒸汽，然后经过小孔准直后，形成原子束，直接将其喷射到GaAs半导体衬底上，生长出200nm厚的AlAs释放层；
[0028]S02、然后在AlAs上生长三明治结构AlGaAs-GaAs-AlGaAs，其中过渡层与保护层Ga0.lAl0.gAs的厚度均为50nm，具体生长步骤为:将生长有AlAs晶体的GaAs半导体衬底放于超高真空腔体中，将As、Al和Ga分别放入腔体内的喷射炉中，As、Al和Ga喷射炉蒸发出的原子束射到Al As衬底表面，在AlAs衬底温度达到580 °C时被表面吸附;控制Ga和Al的原子束流强度比为I: 9，则生成Ga0.1Al0.9As膜；
[0029]S03、之后生长中间层LT-GaAs其速度生长为Ιμπι/h，厚度为2μπι;生长温度为250°C，生长后在475 °C下进行高温快速热退火2分钟；
[0030]S04、最后参照步骤S02方法再次生长一层GauAl0.sAs作为保护层，最后在上面涂一层40nm厚的黑錯。
[0031 ]本发明具有如下有益效果:
[0032]本发明的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，通过低温GaAs薄膜的剥离转移与键合技术，将太赫兹的产生与接收集成到同一基片上，具有体积小，重量轻，成本低，操作方便的特点。该器件的结构包括:光电导天线、金属波导和基底。光电导天线是由金电极、低温GaAs构成;金属波导是指传输太赫兹的微带线;基底由BCB介质、Au金属背板、娃基底构成。本发明解决了传统太赫兹时域光谱系统的空间占用问题，使系统各部分集成到同一基片上，同时测量过程中仅需极少量样品就能获得相应的信息。另一方面该发明减少了样品测量之前的太赫兹准直调节，使样品测量步骤更加简洁。
[0033]本发明利用太赫兹脉冲的消逝场与样品的相互作用，对样品进行探测，因此，可以大大减少样品的使用量，可弥补太赫兹时域光谱检测系统中样品太大和水对太赫兹有强烈吸收作用的这些不足；同时，减少了样品测量过程当中造成的不必要浪费;使用微带线传输太赫兹脉冲，避免使用现有技术中大量光学元件传输，不会产生回波，因此可提高频谱分辨率;本发明可以和微流控芯片相结合，实现对液体生物样品的测量。
【附图说明】
[0034]图1(a)为本发明的太赫兹时域光谱系统单片集成器件结构示意图的立体图；
[0035]图1(b)为本发明的太赫兹时域光谱系统单片集成器件结构示意图的侧视图；
[0036]图2中的2-1?2-6为本发明的基底上制备低温GaAs薄膜的工艺过程示意图。
[0037]其中，1-被测样品，2-金属电极，3-低温砷化镓，4-微带线，5-聚酰亚胺，6-消逝场，7-BCB介质，8-金属背板，9-硅衬底，I O-黑蜡。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0039]本发明的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，如图1所示，包括:基底，制备在基底上表面一侧用于产生太赫兹的光电导天线，作为栗浦区，还包括制备在基底上表面另一侧用于探测太赫兹的光电导天线，作为探测区；其中，栗浦区与探测区之间采用微带线4连接，用于传输太赫兹脉冲，微带线4上设置被测样品I。基底从下至上由硅衬底9、Au金属背板8、高分子材料BCB介质7和聚酰亚胺5构成;所述光电导天线由金属电极2和作为半导体衬底的低温GaAs 3构成;低温GaAs 3制备在基底上表面，低温GaAs 3的两侧各连接有一个金属电极2;所述栗浦区的两个金属电极2上加载偏置电压，所述探测区的两个金属电极2之间串接有电流探测器。
[0040]本发明的单片集成器件的工作原理为:由于栗浦区的两个金属电极2上加载偏置电压，则在低温砷化镓3中会产生电场，采用飞秒激光脉冲直接打在有电场作用的低温砷化镓3上，在低温砷化镓3表面会瞬间产生大量的光生载流子。这些自由载流子会在电场的作用下加速运动，从而形成瞬变的光电流，最终这种快速的、随时间变化的电流会辐射出太赫兹脉冲。太赫兹脉冲耦合进入微带线4，并由微带线4传输至探测区，太赫兹脉冲传输至被测样品后，则太赫兹脉冲携带有被测样品的信息。在探测区，飞秒激光脉冲直接打在低温砷化镓3上，在低温砷化镓3表面会产生出大量的光生载流子，而此时同步到达的携带有被测样品信息的太赫兹脉冲作为加载在金属电极2两端的偏置电场，使得光生载流子向两金属电极2运动形成光电流。然后通过与金属电极2相连的电流探测器来测量这个与太赫兹脉冲瞬时电场成正比的光电流，由此完成对于携带有样品信息的太赫兹脉冲的探测。
[0041]为产生更高峰值、更大谱宽的太赫兹脉冲，可以通过合理的设计光电导天线中的金属电极2来实现，本发明采用Au金属作为电极，两电极间的距离为40μπι。
[0042]为了能够使太赫兹脉冲更好地耦合进微带线4中，本发明的微带线4贯穿栗浦区和探测区的低温砷化镓3，激光脉冲的入射光斑位于微带线4较近的位置，且同时保证光斑在两个金属电极2之间，即电场较强的位置。
[0043]所述聚酰亚胺5是一种高分子有机材料，在本发明中主要用于低温GaAs3薄膜与基底的键合，该材料涂层厚度约为I Mi;所述高分子材料BCB介质7是指苯并环丁稀，该材料具有优异的电绝缘性能，在器件中的厚度为20μπι。所述Au金属背板8作为微带线4的金属接地板，厚度为300nm;所述硅衬底9厚度约为700μπι;
[0044]由于低温GaAs3与高分子材料BCB介质7的晶格不匹配，不能直接将低温GaAs 3制备在高分子材料BCB介质7上，所以本发明将低温GaAs薄膜生长在砷化铝释放层上，首先制备出低温GaAs外延片，然后采用反应离子刻蚀技术和HF酸对外延片选择性刻蚀的特性剥离出低温GaAs薄膜，最后用夹持装置将低温GaAs薄膜转移到基底上，通过低温GaAs薄膜与聚酰亚胺5之间的范德华力使得低温GaAs薄膜与基底键合在一起。所述金属电极2材料为Au金属，采用lift-off技术制备在低温GaAs 3上。
[0045]所述微带线4材料为Au，采用Iif t-of f技术将宽度为30μπι，厚度为200nm的Au制备到基底上。
[0046]所述被测样品量要求极少，放置于Au金属微带线4上方通过太赫兹的消逝场6与待测样品I的相互作用来完成样品频谱的测量。
[0047]其中，基底制备的具体过程包括磁控溅射和甩胶机甩胶两个部分。首先在700μπι的硅衬底上采用磁控溅射的方法，溅射约10分钟生长一层300nm厚的金金属。然后在金属上面滴BCB约5微克，再利用转速约为1000r/min的甩胶机将BCB涂匀，使得BCB厚度约为20μπι。待BCB凝固后再涂一层厚度为Ιμπι的聚酰亚胺用于低温GaAs薄膜与基底的键合。
[0048]其中，基底上制备低温GaAs薄膜的具体过程包括以下三个步骤:低温GaAs外延片的制备，低温GaAs薄膜剥离与转移，以及低温GaAs薄膜与基底的键合。所述低温GaAs外延片的制备如图2-1所示，首先在350μπι厚的GaAs衬底上生长一层200nm厚的AlAs层，再生长50nm厚的Ga0.1Al0.9As层作为过渡层，然后生长2μηι低温GaAs 3，之后生长50nm的Ga0.1Al0.gAs层作为保护层，最后涂一层40nm厚的黑蜡10。
[0049]其制备过程采用分子束外延系统，首先将350μπι厚的GaAs半导体衬底放在超高真空腔体中，然后分别将Al和As放入腔体内的喷射炉中，先加热半导体衬底达580°C，然后分别加热喷射炉中的铝和砷，使得铝和砷升华形成蒸汽，然后经过小孔准直后，形成原子束，直接将其喷射到半导体衬底上，生长出200nm厚的AlAs释放层。
[0050]然后在AlAs上生长三明治结构AlGaAs-GaAs-AlGaAs，其中过渡层与保护层Ga0.AltL9As的厚度都为50nm，具体生长步骤为:将生长有AlAs晶体的GaAs半导体衬底放于超高真空腔体中，将As、Al、Ga分别放入腔体内的喷射炉中，As、Al、Ga喷射炉蒸发出的原子束射到AlAs衬底表面，在衬底温度达到580°C时被表面吸附。在一定生长温度范围内控制Ga和Al的原子束流强度比为1:9，则生成Ga0.1Al0.9As膜。
[0051 ] 之后生长中间层LT-GaAs其速度生长为Ιμπι/h，厚度为2μπι。生长温度为250°C，生长后在475°C下进行高温快速热退火2min。
[0052] 最后参照以上步骤再次生长一层GauAl0.sAs作为保护层。最后在上面涂一层40nm厚的黑錯。
[°°53] 所述AlAs层之上的AlGaAs-GaAs-AlGaAs三明治结构的低温GaAs薄膜，其作用主要是为了保护低温砷化镓，使其在转移过程中不会被损坏。本发明所需要的低温GaAs外延片，虽然含AlAs牺牲层，但AlAs与GaAs晶格匹配，在原有的生长工艺上加入AlAs层的生长，技术上容易实现。
[0054]所述低温GaAs薄膜剥离与转移如图2-2和2-3所示，首先利用RIE(Reactive 1nEtching)设备，采用反应离子刻蚀方法，将上述步骤制备得到的低温GaAs外延片中GaAs衬底以上4层进行刻蚀，得到所需的尺寸的矩形台，如图2-2所示;然后利用HF酸对AlAs进行腐蚀，使AlAs层上面的低温GaAs薄膜脱离砷化镓基底，然后用夹持装置将低温GaAs薄膜转移到基底上，如图2-3所示，图中低温GaAs薄膜上表面涂有黑蜡10，其目的主要是为了在转移及键合过程中，增加低温GaAs薄膜的机械强度。
[0055]所述低温GaAs薄膜与基底键合如图2-4所示:首先将制备的低温GaAs薄膜进行清洗，将氧化物和有机污染物去除，转移到基底上后，通过向涂有黑蜡10的上表面施加一定的压力，挤出气泡。然后用四氯化碳、丙酮、酒精和水去除黑蜡10，固化后，通过低温GaAs薄膜与聚酰亚胺5材料之间的范德华力使低温GaAs薄膜与基底键合在一起。由于低温GaAs薄膜中，上、下两层AlGaAs材料与中间层的低温GaAs薄膜间晶格匹配、性质相似且AlGaAs材料非常薄，所以AlGaAs的存在并不会影响实验结果。采用此三明治结构一方面为了保护低温GaAs薄膜，使其在转移过程中不会被损坏，另一方面也是为了增加低温GaAs薄膜与基底的键合强度。
[0056]之后，通过PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposit1n)设备在低温砷化镓3薄膜周围生长0.7μπι厚的S12作为钝化层，如图2-5所示，S12钝化层的作用是增加键合部分的机械结构。完成键合后，对Si02钝化层光刻、腐蚀出分别用于制备金属电极2和微带线4的凹槽，在Si02钝化层上派射一层金属Au，最后采用I if t-of f技术对凹槽以外的Si〇2钝化层进行腐蚀，完成金属剥离，形成金属电极2和微带线4，如图2-6所示。
[0057]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，包括基底，用于产生太赫兹脉冲的光电导天线以及用于探测太赫兹的光电导天线；其中，用于产生太赫兹脉冲的光电导天线制备在基底上表面一侧，作为栗浦区；用于探测太赫兹的光电导天线制备在基底上表面的另一侧，作为探测区；栗浦区与探测区之间采用微带线(4)连接，栗浦区与探测区之间的微带线(4)上设置被测样品； 所述光电导天线由金属电极(2)和作为半导体衬底的低温砷化镓薄膜(3)构成;低温砷化镓薄膜(3)制备在所述基底上表面，低温砷化镓薄膜的两侧各连接有一个金属电极(2);所述栗浦区的两个金属电极(2)上加载偏置电压，微带线(4)的两端分别连接栗浦区和探测区的低温砷化镓薄膜(3);栗浦区的低温砷化镓薄膜(3)上被入射的激光脉冲激励产生太赫兹脉冲后，微带线(4)将太赫兹脉冲传输至探测区，所述探测区的两个金属电极之间串接有电流探测器，对太赫兹脉冲进行探测。2.如权利要求1所述的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，所述基底从下至上包括硅衬底(9)、金属背板(8)、BCB介质(7)和聚酰亚胺(5)。3.如权利要求1或2所述的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，所述金属电极(2)采用金材料，两金属电极(2)间的距离为40μπι。4.如权利要求1或2所述的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，所述微带线(4)贯穿栗浦区和探测区的低温砷化镓薄膜(3)，入射的激光脉冲光斑位于微带线(4)附近的低温砷化镓薄膜(3)上，所述光斑在两个金属电极(2)之间。5.如权利要求1或2所述的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，所述聚酰亚胺(5)的厚度为Ιμπι;所述BCB介质(7)的厚度为20μηι;所述金属背板(8)的厚度为300nm;所述硅衬底(9)厚度为700μπι。6.如权利要求1或2所述的一种用于太赫兹时域光谱系统的单片集成器件，其特征在于，所述微带线(4)的尺寸为:宽度为30μηι，厚度为200nm。7.—种权利要求2所述的单片集成器件中基底上制备低温砷化镓薄膜的方法，其特征在于，具体过程包括如下步骤: 步骤1、低温砷化镓外延片的制备，具体为: 首先在GaAs衬底上生长一层AlAs层，再生长Ga0.lAl0.gAs层作为过渡层，然后生长低温砷化镓，之后生长Ga0.1Al0.9As层作为保护层，最后涂一层黑蜡(10)，由此在AlAs层之上形成AlGaAs-GaAs-AlGaAs的三明治结构的低温砷化镓薄膜； 步骤2、低温砷化镓薄膜剥离与转移，具体为: 首先利用RIE设备，采用反应离子刻蚀方法，将步骤I制备得到的低温砷化镓外延片中GaAs衬底以上的4层结构进行刻蚀，得到所需尺寸的矩形台；然后利用HF酸对AlAs进行腐蚀，使AlAs层上面的低温砷化镓薄膜脱离GaAs衬底； 步骤3、低温砷化镓薄膜与基底的键合，具体为: 首先将步骤2制备的低温砷化镓薄膜进行清洗，然后用夹持装置将低温砷化镓薄膜转移到基底上;然后去除黑蜡(10)，固化后，通过低温砷化镓薄膜与聚酰亚胺(5)材料之间的范德华力使低温砷化镓薄膜与基底键合在一起。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将低温砷化镓薄膜与基底键合在一起后，先通过PECVD设备在低温砷化镓薄膜周围生长S12作为钝化层，然后对S12钝化层光刻、腐蚀出分别用于设置金属电极(2)和微带线(4)的凹槽，在S12钝化层上溅射一层金属Au，最后采用lift-off技术对凹槽以外的S12钝化层进行腐蚀，完成金属剥离，形成金属电极(2)和微带线(4)。9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步骤I中，所述基底制备的具体过程包括磁控溅射和甩胶两个部分;首先在700μπι的硅衬底上采用磁控溅射的方法，溅射生长一层300nm厚的金属金;然后在金上面滴BCB 5微克，再利用转速约为1000r/min的甩胶机将BCB涂匀，使得BCB厚度约为20μπι;待BCB凝固后再涂一层厚度为Ιμπι的聚酰亚胺。10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，步骤I中低温砷化镓外延片的制备过程如下: S01、采用分子束外延系统，首先将350μπι厚的GaAs半导体衬底放在超高真空腔体中，然后分别将Al和As放入腔体内的喷射炉中，先加热半导体衬底达580°C，然后分别加热喷射炉中的Al和As，使得Al和As升华形成蒸汽，然后经过小孔准直后，形成原子束，直接将其喷射至IjGaAs半导体衬底上，生长出200nm厚的AlAs释放层； S02、然后在AlAs上生长三明治结构AlGaAs-GaAs-AlGaAs，其中过渡层与保护层Ga0.lAl0.gAs的厚度均为50nm，具体生长步骤为:将生长有AlAs晶体的GaAs半导体衬底放于超高真空腔体中，将As、Al和Ga分别放入腔体内的喷射炉中，As、Al和Ga喷射炉蒸发出的原子束射到Al As衬底表面，在AlAs衬底温度达到580 °C时被表面吸附;控制Ga和Al的原子束流强度比为I: 9，则生成Ga0.1Al0.9As膜； S03、之后生长中间层LT-GaAs其速度生长为lym/h，厚度为2μπι;生长温度为250°C，生长后在475 °C下进行高温快速热退火2分钟； S04、最后参照步骤S02方法再次生长一层Ga0.1Al0.9As作为保护层，最后在上面涂一层40nm厚的黑錯。
【文档编号】G01N21/3581GK106018326SQ201610357187
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】张聪, 苏波, 崔海林, 何敬锁, 范宁, 张盛博, 张存林
【申请人】首都师范大学