本發明涉及半導體制造，具體涉及一種分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法。

背景技術：

1、在分子束外延（mbe）的材料生長過程中，外延層的生長溫度是影響外延產品質量的關鍵工藝參數。通常，分子束外延系統通過托板加熱裝置給襯底托板進行加熱，并通過設置在襯底托板與托板加熱裝置之間的熱電偶來感測溫度，系統獲取感測溫度并進行加熱控制。

2、對于復雜外延層結構的工藝參數的確定，通常將其分解成多個簡單的標定結構，通過生長標定結構，以獲得該標定結構的最優生長溫度（也就是對應的熱電偶溫度），并將該生長溫度應用于完整的外延結構中。然而，對于inp襯底上的外延層生長，當外延層上已經生長了ingaas材料時，由于ingaas材料的禁帶寬度小，會吸收大量熱輻射，使得外延層表面溫度升高，由于熱電偶位于襯底的背面，并且熱電偶與襯底是非接觸的，這種表面溫度的升高通常難以被熱電偶定量地精確感測到，難以精確反饋至溫度控制系統，從而導致依據標定結構確定的其他外延層的最優溫度（熱電偶溫度）與在ingaas外延層上生長其他外延層時的最優溫度不一致，這可能導致外延層生長質量劣化。

技術實現思路

1、本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，以解決ingaas外延層上生長其他外延層的溫度確定問題。

2、為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

3、本發明提供了一種分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，該方法用于確定在第一預設厚度的ingaas外延層上生長其他外延層時的生長溫度，所述方法包括：

4、步驟a、在多個不同生長溫度下，分別在inp襯底上生長第二預設厚度的ingaasyp1-y外延層，以獲得多個外延片；

5、步驟b、對所述多個外延片分別進行測試，以確定每個外延片中as的組分y的值，從而獲得多個y值；

6、步驟c、對所述多個不同生長溫度和所述多個y值進行數據擬合，并將擬合獲得的函數關系作為生長溫度與as組分之間的對應關系；

7、步驟d、在已經生長了第一預設厚度的ingaas外延層上繼續生長第二預設厚度的ingaasyp1-y外延層，并測量確定組分y，其中ingaasyp1-y外延層的生長溫度為第一溫度；

8、步驟e、計算步驟d中確定的組分y在對應關系中對應的生長溫度，并將該對應的生長溫度作為第二溫度；

9、步驟f、在第一預設厚度的ingaas外延層上生長其他外延層時的生長溫度=基準溫度-（第二溫度-第一溫度），基準溫度為預先確定的在沒有ingaas外延層的inp襯底上生長其他外延層的生長溫度。

10、可選地，其他外延層包括如下中的一者：inp外延層、ingaas外延層、inalas外延層、ingaasp外延層。

11、可選地，第一預設厚度的ingaas外延層為in組分固定不變的ingaas外延層或者為由多個in組分不同的ingaas外延層堆疊而成的組合ingaas外延層。

12、可選地，第一預設厚度的ingaas外延層中的in組分的范圍為大于或等于0.4，并且小于或等于0.55。

13、可選地，第一預設厚度的ingaas外延層為in組分固定為0.53的ingaas外延層。

14、本發明的有益效果包括：

15、本發明提供的分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法包括：步驟a、在多個不同生長溫度下，分別在inp襯底上生長第二預設厚度的ingaasyp1-y外延層，以獲得多個外延片；步驟b、對所述多個外延片分別進行測試，以確定每個外延片中as的組分y的值，從而獲得多個y值；步驟c、對所述多個不同生長溫度和所述多個y值進行數據擬合，并將擬合獲得的函數關系作為生長溫度與as組分之間的對應關系；步驟d、在已經生長了第一預設厚度的ingaas外延層上繼續生長第二預設厚度的ingaasyp1-y外延層，并測量確定組分y，其中ingaasyp1-y外延層的生長溫度為第一溫度；步驟e、計算步驟d中確定的組分y在對應關系中對應的生長溫度，并將該對應的生長溫度作為第二溫度；步驟f、在第一預設厚度的ingaas外延層上生長其他外延層時的生長溫度=基準溫度-（第二溫度-第一溫度），基準溫度為預先確定的在沒有ingaas外延層的inp襯底上生長其他外延層的生長溫度。本方法通過獲取ingaasp外延層組分與生長溫度之間的對應關系，再在ingaas層上生長并測量ingaasp的組分，可以計算出ingaas外延層吸熱對實際生長溫度的額外影響，基于此可以確定出在ingaas外延層上生長其他外延層時的生長溫度，有利于改善產品質量。

技術特征：

1.一種分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，其特征在于，所述方法用于確定在第一預設厚度的ingaas外延層上生長其他外延層時的生長溫度，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，其特征在于，所述其他外延層包括如下中的一者：inp外延層、ingaas外延層、inalas外延層、ingaasp外延層。

3.根據權利要求1所述的分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，其特征在于，所述第一預設厚度的ingaas外延層為in組分固定不變的ingaas外延層或者為由多個in組分不同的ingaas外延層堆疊而成的組合ingaas外延層。

4.根據權利要求3所述的分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，其特征在于，所述第一預設厚度的ingaas外延層中的in組分的范圍為大于或等于0.4，并且小于或等于0.55。

5.根據權利要求4所述的分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，其特征在于，所述第一預設厚度的ingaas外延層為in組分固定為0.53的ingaas外延層。

技術總結
本發明提供一種分子束外延系統中外延層生長溫度的確定方法，涉及半導體制造技術領域。該方法包括：在多個生長溫度下，生長InGaAsP外延層；測試確定每個As組分；數據擬合的函數關系作為生長溫度與As組分之間的對應關系；在第一溫度，在InGaAs外延層上生長InGaAsP外延層；測量As組分，根據對應關系，計算出對應的生長溫度，作為第二溫度；在InGaAs外延層上生長其他外延層時的生長溫度=基準溫度?（第二溫度?第一溫度）。通過獲取的對應關系，可以計算出特定厚度InGaAs外延層吸熱對生長溫度的額外影響，基于此確定出在InGaAs外延層上生長其他外延層時的生長溫度，有利于改善產品質量。

技術研發人員：郭帥,蔣建,謝小剛
受保護的技術使用者：新磊半導體科技（蘇州）股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28