公开(公告)号：CN113284790A

公开(公告)日：2021-08-20

申请号：CN202110448871.X

申请日：2021-04-25

申请人： 中国科学院半导体研究所 ,  北京邮电大学

发明人： 任晓敏 ,  韦欣 ,  张翼东 ,  李健 ,  刘昊 ,  江晨 ,  李川川 ,  王琦 ,  黄永清

IPC分类号： H01L21/02

摘要： 本发明提供一种抑制反相畴与穿透位错生成的硅基III‑V族材料外延方法。该方法包括：A)硅衬底清洗：采用强氧化性的化学试剂或等离子体对硅衬底进行清洗，强化硅衬底表面奇数原子台阶处和偶数原子台阶处化学性质的差异；B)硅衬底热处理：在低于常规温度或在常规温度下对步骤A)清洗后的硅衬底实施热处理；C)硅衬底上外延生长：在经步骤B)热处理后的硅衬底上进行III‑V族材料外延生长。本发明提供的方法能够抑制硅基III‑V族材料外延中反相畴与穿透位错生成，具有操作简便、实用性高的特点。

公开(公告)号：CN113284790B

公开(公告)日：2023-08-22

申请号：CN202110448871.X

申请日：2021-04-25

申请人： 中国科学院半导体研究所 ,  北京邮电大学

发明人： 任晓敏 ,  韦欣 ,  张翼东 ,  李健 ,  刘昊 ,  江晨 ,  李川川 ,  王琦 ,  黄永清

IPC分类号： H01L21/02

摘要： 本发明提供一种抑制反相畴与穿透位错生成的硅基III‑V族材料外延方法。该方法包括：A)硅衬底清洗：采用强氧化性的化学试剂或等离子体对硅衬底进行清洗，强化硅衬底表面奇数原子台阶处和偶数原子台阶处化学性质的差异；B)硅衬底热处理：在低于常规温度或在常规温度下对步骤A)清洗后的硅衬底实施热处理；C)硅衬底上外延生长：在经步骤B)热处理后的硅衬底上进行III‑V族材料外延生长。本发明提供的方法能够抑制硅基III‑V族材料外延中反相畴与穿透位错生成，具有操作简便、实用性高的特点。

公开(公告)号：CN114678264A

公开(公告)日：2022-06-28

申请号：CN202210220200.2

申请日：2022-03-08

申请人： 北京邮电大学 ,  中国科学院半导体研究所

发明人： 任晓敏 ,  韦欣 ,  王琦 ,  王俊 ,  刘昊 ,  刘凯 ,  张翼东 ,  李健 ,  江晨 ,  王臻 ,  刘倬良 ,  杨一粟 ,  黄永清 ,  蔡世伟 ,  李川川

IPC分类号： H01L21/20 ,  H01L21/324

摘要： 本发明提供一种硅基III‑V族半导体材料的制备方法，该方法包括在硅衬底上至少两次重复生长以弱关联晶化为特征的III‑V族半导体基本外延结构单元。每个基本外延结构单元自下而上都包括低温层、中温层和高温层三层，且在高温层生长过程中须插入热循环退火。该方法使得低温层的顶部与底部区域实现彼此弱关联的晶化，同时使得高温层连同中温层的顶部区域与中温层底部区域实现彼此弱关联的晶态纯化，从而实现高温层晶体质量的优化。基于类似的机理，该基本外延结构单元的重复生长可进一步提高目标外延层(即完整结构顶部外延层)的晶体质量。采用本方法可制备穿透位错密度极低的硅基III‑V族半导体材料。

公开(公告)号：CN115663596A

公开(公告)日：2023-01-31

申请号：CN202211229143.0

申请日：2022-10-09

申请人： 北京邮电大学

发明人： 刘昊 ,  江晨 ,  王琦 ,  刘倬良 ,  任晓敏

IPC分类号： H01S5/34 ,  C23C16/30 ,  H01S5/343

摘要： 本发明提供一种抑制载流子横向扩散的半导体量子阱结构及制备方法。该结构包括依次层叠设置的下势垒层、量子阱层、成核结构和上势垒层；其中，成核结构的形貌为岛状和/或沟槽状，成核结构未全部覆盖量子阱层；成核结构的带隙宽度不等于上势垒层的带隙宽度。本发明能够减少量子阱内载流子的横向扩散，从而减少载流子在量子阱结构中位错区域的非辐射复合，提高量子阱结构的发光性能。采用该量子阱结构作为有源区的激光器对位错的容忍度将得到明显提升，尤其是硅基异质外延生长的Ⅲ‑Ⅴ族半导体量子阱激光器。本发明切实可行，为半导体量子阱结构的生长提供了全新的方案，将推进对应的半导体量子阱激光器在硅基光电集成芯片中的应用。