CN121126937A - InGaAsP外延片的生长方法及外延片 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种InGaAsP外延片的生长方法及InGaAsP外延片，通过先确定符合所需制备器件的目标波长的x的理论值和y的理论值，并根据x的理论值和y的理论值进行外延生长，通过对生长得到的In_xGa_1‑xAs_yP_1‑y层进行检测，首先对y的理论值进行修正，并根据修正后的y的理论值重新确定x的理论值，直至获得实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求时对应的y的理论值；然后修正x的理论值，直至获得晶格质量达到预设标准时的x的理论值；实现了对InGaAsP材料波长的精确控制，以及外延层InGaAsP材料与衬底InP材料的晶格的完全适配。

Description

InGaAsP外延片的生长方法及外延片

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种InGaAsP外延片的生长方法及InGaAsP外延片。

背景技术

InGaAsP(铟镓砷磷，或表示为In_xGa_1-xAs_yP_1-y，其中x、1-x、y、1-y分别为In、Ga、As、P的组分)是由InAs、InP、GaAs和GaP组成的四元固溶体，其属于直接带隙半导体材料，光电转化效率较高，因而在光电和通讯等领域具有广泛应用。InGaAsP中注入的电子空穴可以直接辐射复合，产生较大增益，达到激射的阈值；且该材料为窄带隙材料，通过调整x和y的组成，能够实现覆盖从0.870μm(GaAs)到3.5μm(InAs)的波长范围。因为该范围包括石英光纤的1.3μm和1.55μm波长这两个低色散和低损耗的窗口光，所以用于光纤通信的1.3μm和1.55μm半导体光源主要使用InGaAsP量子阱材料。通过调整x与y的值还可以与InP衬底做到完美的晶格匹配。对于InGaAsP/InP材料系统(即在InP衬底上外延生长InGaAsP层)，与InP晶格匹配的材料发射波长为1.1μm～1.65μm。InGaAsP量子阱在C波段通信以及1.55μm近红外器件(如光电探测器和激光器)中有重要的应用潜力。

随着光电和通讯技术的不断发展，对高性能半导体材料的需求日益增长。在光电领域，高性能激光器的研发需要能够精确控制发射波长的材料，以实现高量子效率、低阈值电流等特性。在通讯领域，波分复用技术的发展要求光源能够精确控制波长，以增加通信信道、提升系统稳定性，并优化光源与光纤耦合效率，降低成本、提高信号传输质量。然而，目前不仅存在材料的波长难以精确控制的问题，在调整材料组分以达到目标波长的过程中，往往会导致晶格常数发生变化，使外延层与衬底之间产生晶格失配，引起应力问题，最终影响器件的性能和稳定性。因此，当前还存在着精准控制波长和保证良好的晶格质量难以同时实现的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种InGaAsP外延片的生长方法及InGaAsP外延片。

第一方面，本申请实施例提供了一种InGaAsP外延片的生长方法，包括：

根据所需制备器件的目标波长确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的目标带隙，其中，0<x<1，0<y<1；

基于带隙与y的经验关系式确定与所述目标带隙对应的y的理论值，根据所述y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值；

根据x的理论值和y的理论值确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用所述外延生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层；

对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第一检测，根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值，并根据修正后的y的理论值重新确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值，根据重新确定的x的理论值和修正后的y的理论值重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求，将此时的y的理论值记为y0；

对最新生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第二检测，根据第二检测结果确定晶格质量是否达到预设标准，若未达到，则修正x的理论值，并根据修正后的x的理论值和y0重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至晶格质量达到预设标准，将此时的x的理论值记为x0；

将与x0和y0对应的延长生长条件确定为与所需制备器件的目标波长相对应的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述第一检测包括光致发光检测，和/或，所述第二检测包括表面颗粒度扫描仪检测。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值，包括：

若不符合预设要求且实际波长大于目标波长，则朝增大的方向修正y的理论值；

若不符合预设要求且实际波长小于目标波长，则朝减小的方向修正y的理论值。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述第二检测包括表面颗粒度扫描仪检测；所述第二检测结果包括Haze值；所述预设标准为Haze值小于等于10ppm。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：

对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第三检测，第三检测结果中包含In、Ga、As、P四种元素的组分检测信息；

所述修正y的理论值和/或所述修正x的理论值的步骤中修正的幅度依据所述组分检测信息确定。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述第三检测包括X射线衍射仪检测。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述带隙与y的经验关系式通过对一系列InGaAsP外延片的检测数据进行拟合而得到。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述带隙与y的经验关系式为：Eg＝1.35-0.72y+0.12y²eV；其中，Eg表示带隙。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述根据所述y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值基于以下公式确定：

a(x，y)＝(1-x)*y*a(GaAs)+(1-x)*(1-y)*a(GaP)+x*y*a(InAs)+x*(1-y)*a(InP)；

其中，a(x，y)表示In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数且令In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数等于InP衬底的晶格常数，a(GaAs)表示GaAs的晶格常数，a(GaP)表示GaP的晶格常数，a(InAs)表示InAs的晶格常数，a(InP)表示InP的晶格常数。

第二方面，本申请实施例提供了一种InGaAsP外延片，采用如第一方面中任意一项所述的InGaAsP外延片的生长方法制备得到。

本申请实施例的有益效果在于：

本申请实施例所提供的InGaAsP外延片的生长方法及InGaAsP外延片，通过先确定符合所需制备器件的目标波长的x的理论值和y的理论值，并根据x的理论值和y的理论值进行外延生长，通过对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行检测，首先对y的理论值进行修正，并根据修正后的y的理论值重新确定x的理论值，直至获得实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求时对应的y的理论值，例如实际波长与目标波长相等或者二者之间的偏差在一定范围内时的y的理论值(y0)，从而通过调整As和P组分比例，实现了对InGaAsP材料波长的精确控制，为高性能器件制造提供了可靠保障；然后固定As和P的组分比例，再修正x的理论值，直至获得晶格质量达到预设标准时的x的理论值，实现了外延层InGaAsP材料与衬底InP材料的晶格的完全适配，避免了因晶格常数不匹配而引起的应力问题，提高了器件的性能和稳定性，延长了器件的使用寿命；此外，该方法易于操作和实现，为大规模生产和应用提供了便利。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为InGaAsP外延片的剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的InGaAsP外延片的生长方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。

在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

本申请实施例提供了一种InGaAsP外延片的生长方法，具体为在InP衬底上生长InGaAsP外延层的方法。

请参考图1，InGaAsP外延片可以包括InP衬底100和在InP衬底100上通过外延生长工艺而形成的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层120。其中，外延生长工艺可以采用分子束外延(MBE)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)等方法实现。为了缓解晶格失配与热应力、优化界面质量，可以先在InP衬底100上生长一层InP缓冲层(InP buffer)110，然后在InP缓冲层110上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层120。

In_xGa_1-xAs_yP_1-y中x表示In的组分，1-x表示Ga的组分，y表示As的组分，1-y表示P的组分；0<x<1，0<y<1。各元素组分的大小，也即x和y的大小，对In_xGa_1-xAs_yP_1-y的材料性质有显著影响。通过调整In_xGa_1-xAs_yP_1-y中的x和y，可以实现对材料晶格常数、波长(或带隙)、以至光学特性和电学特性的精准调控。

为了实现对波长的精确控制，同时兼顾精准控制波长和保证良好的晶格质量两方面，本申请实施例提供了一种InGaAsP外延片的生长方法，请参考图2，具体地，该方法包括：

S01、根据所需制备器件的目标波长确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的目标带隙，其中，0<x<1，0<y<1；

S02、基于带隙与y的经验关系式确定与目标带隙对应的y的理论值，根据y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值；

S03、根据x的理论值和y的理论值确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用外延生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层；

S04、对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第一检测，根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值，并根据修正后的y的理论值重新确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值，根据重新确定的x的理论值和修正后的y的理论值重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求，将此时的y的理论值记为y0；

S05、对最新生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第二检测，根据第二检测结果确定晶格质量是否达到预设标准，若未达到，则修正x的理论值，并根据修正后的x的理论值和y0重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至晶格质量达到预设标准，将此时的x的理论值记为x0；

S06、将与x0和y0对应的延长生长条件确定为与所需制备器件的目标波长相对应的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件。

可以理解地，本申请实施例通过先确定符合所需制备器件的目标波长的x的理论值和y的理论值，并根据x的理论值和y的理论值进行外延生长，通过对生长得到的In_xGa_{1- x}As_yP_1-y层进行检测，首先对y的理论值进行修正，并根据修正后的y的理论值重新确定x的理论值，直至获得实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求时对应的y的理论值，例如实际波长与目标波长相等或者二者之间的偏差在一定范围内时的y的理论值(y0)，从而通过调整As和P组分比例，成功解决了生长InGaAsP材料波长难以精确控制的问题，使得在光电和通讯领域能够更精准地满足特定波长需求，为高性能器件制造提供了可靠保障；然后固定As和P的组分比例，再修正x的理论值，直至获得晶格质量达到预设标准时的x的理论值，实现了外延层InGaAsP材料与衬底InP材料的晶格的完全适配，避免了因晶格常数不匹配而引起的应力问题，提高了器件的性能和稳定性，延长了器件的使用寿命；此外，该方法易于操作和实现，为大规模生产和应用提供了便利。

接下来，对本申请实施例中InGaAsP外延片的生长方法的各个步骤做进一步详细说明。

首先，在步骤S01中，所需制备器件的目标波长也即要外延生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的目标波长。该目标波长可以在1100nm～1650nm的范围内。

根据该目标波长确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的目标带隙，具体基于以下公式确定(下称公式一)：λ＝h*c/Eg；其中，λ表示波长，h表示普朗克常量(h是定值)，c表示光速(c也是定值)，Eg表示带隙。由该公式可以看出，波长与带隙成反比。当根据λ代入目标波长时，计算得到的Eg即为目标带隙。

然后，执行步骤S02。先基于带隙与y的经验关系式确定与目标带隙对应的y的理论值。其中，带隙与y的经验关系式通过对一系列InGaAsP外延片的检测数据进行拟合而得到。具体地，先制备一系列样品，各样品均为在InP衬底上外延生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，且各样品之间的差异在于x和y至少有一者不同，即各样品的元素组分不同(在实际制备中，可以根据一定的规则设置并调整x和y值)；然后对各样品进行检测，并记录各种不同组分的样品对应的晶格参数和带隙检测数据，还可以记录带隙对应的波长以及根据Vegard定律计算得到的晶格参数；最后对数据进行拟合，得到带隙与y的经验关系式。

在具体实施例中，采用的带隙与y的经验关系式为：

Eg＝1.35-0.72y+0.12y²eV (公式二)。

例如，当目标波长为1310nm时，可以计算出对应的目标带隙约为0.946eV，将目标带隙0.946eV代入带隙与y的经验关系式，可以计算出此时y的理论值约为0.65。

接下来，根据y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值，具体地基于以下公式确定：

a(x，y)＝(1-x)*y*a(GaAs)+(1-x)*(1-y)*a(GaP)+x*y*a(InAs)+x*(1-y)*a(InP)(公式三)；

其中，a(x，y)表示In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数且令In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数等于InP衬底的晶格常数，a(GaAs)表示GaAs的晶格常数，a(GaP)表示GaP的晶格常数，a(InAs)表示InAs的晶格常数，a(InP)表示InP的晶格常数。

例如，y的理论值为0.65；已知 In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等，即令则将y＝0.65代入上述公式三，解得x的理论值约为0.53。从而接下来要生长的In_xGa_{1- x}As_yP_1-y具体为In_0.53Ga_0.47As_0.65P_0.35。

接下来，在步骤S03中，在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，具体可以为先在InP衬底上生长InP缓冲层，再在InP缓冲层上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，本申请对此不作具体限定。

根据x的理论值和y的理论值确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，可以根据技术人员的常规操作以及机台的具体情况进行。在实际制备过程中，技术人员根据x的理论值和y的理论值编辑recipe(生长程序)，然后控制机台执行外延生长工艺，获得外延片样品。

生长结束后，取出外延片样品。在步骤S04中，对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层(即外延片样品)进行检测，以获得各项检测数据(即检测结果)。

检测可以包括针对实际波长情况的检测，既可以为直接检测获得实际波长值，也可以为检测获得与波长相关的其他数据，然后根据其他数据评估波长情况。以下将该检测称为第一检测。

第一检测具体可以包括光致发光检测(PL检测)。当然，本申请也不排除第一检测为拉曼光谱检测等情况。

根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值。具体地，预设要求可以为实际波长与目标波长完全相等，也可以为二者之间的偏差在合理范围内。该合理范围可以由技术人员根据实际需求设定。

若不符合预设要求且实际波长大于目标波长，则朝增大的方向修正y的理论值。若不符合预设要求且实际波长小于目标波长，则朝减小的方向修正y的理论值。

例如，假设预设要求为实际波长与目标波长完全相等，目标波长为1310nm。如果实际波长也为1310nm，则无需修正y的理论值，将生长该样品的y的理论值0.65记为y0；如果实际波长为1310.4nm，则朝增大的方向修正y的理论值，即修正后的y的理论值大于0.65；如果实际波长为1309.6nm，则朝减少的方向修正y的理论值，即修正后的y的理论值小于0.65。

修正的具体幅度，可以根据技术人员的经验确定，也可以根据其他检测结果确定。

又如，假设预设要求为实际波长与目标波长之间的偏差不超过0.5nm，目标波长为1310nm。如果实际波长为1310nm，或者1310.4nm，亦或1309.6nm，均无需修正y的理论值，将生长该样品的y的理论值0.65记为y0；如果实际波长为1311nm，则朝增大的方向修正y的理论值，即修正后的y的理论值大于0.65；如果实际波长为1309nm，则朝减少的方向修正y的理论值，即修正后的y的理论值小于0.65。

该方法还可以包括：对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第三检测，第三检测结果中包含In、Ga、As、P四种元素的组分检测信息。具体地，第三检测例如包括X射线衍射仪检测(XRD检测)。

虽然采用第一检测、第二检测、第三检测对各检测进行区分，但应当说明的是，其中的序号并非限定各检测的先后顺序，各检测可以根据实际情况选择先检测哪一项、后检测哪一项，例如可以先做第三检测，再做第一检测；也可以同步进行检测。本申请对此不做具体限定。

通过第三检测，可以拟合出As％、P％、In％、Ga％的组分实际值(即组分检测信息)。应当说明的是，虽然技术人员根据x的理论值和y的理论值编辑了recipe，但是实际制备得到的外延片样品可能受机台影响而无法刚好符合理论值，此时通过第三检测可以获得组分实际值。修正y的理论值和/或后续修正x的理论值的步骤中修正的幅度可以依据组分检测信息确定。

进一步地，可以针对一系列外延片样品均进行第三检测，从而获取各理论值与各组分检测信息之间的关系，根据该关系确定修正的幅度。

换言之，修正的幅度依据组分检测信息确定，既包括依据组分检测信息本身确定，也包括依据一系列组分检测信息之间的关系确定。

接下来，根据修正后的y的理论值重新确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值。

例如，修正后的y的理论值为0.68，将该值代入公式三，重新计算x的理论值，解得重新确定的x理论值约为0.55。

根据重新确定的x的理论值和修正后的y的理论值重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层。该步骤可以参考步骤S03，此处不再赘述。

接下来，重复步骤S04，对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行检测，直至实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求，将此时的y的理论值记为y0。换言之，y0表示实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求时对应的y的理论值。

如此，已经可以固定下来As和P的组分比例，从而实现了对InGaAsP材料波长的精确控制，避免x和y同步调节时，可能出现晶格常数符合、波长却不符合，调整后波长终于符合、晶格常数却又不符合的状况。

接下来，执行步骤S05，对最新生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第二检测，根据第二检测结果确定晶格质量是否达到预设标准。第二检测可以包括表面颗粒度扫描仪检测(surfscan检测)，本申请也不排除第二检测包括原子力显微镜检测等情况。

在一具体实施例中，第二检测包括表面颗粒度扫描仪检测；第二检测结果包括Haze值(雾度)；预设标准可以为Haze值小于等于10ppm。

若未达到，则修正x的理论值。反之，若达到，则将此时的x的理论值记为x0。

修正x的理论值可以依据第三检测的组分检测信息确定；当然，也可以根据技术人员的经验确定。

对最新生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层除了进行第二检测，也还可以进行其他检测，例如也可以进行第三检测，甚至也可以进行第一检测，以便于技术人员更好地掌握采用的外延生长条件与生长得到的实际样品的情况之间的关系。还应当说明的是，各检测之间的先后顺序可以根据实际情况确定，本申请对此不做具体限定。

作为一种可行的具体实施方式，修正x的理论值依据第三检测的组分检测信息确定；具体地，对此时的x的理论值与第三检测结果中In和/或Ga的组分检测信息进行比较，确定是朝增加还是朝减少的方向修正x的理论值以及增加或减小的幅度大小。

接下来，根据修正后的x的理论值和y0重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层。该步骤可以参考步骤S03，此处不再赘述。

接下来，重复步骤S05，直至晶格质量达到预设标准，将此时的x的理论值记为x0；换言之，x0表示晶格质量达到预设标准时对应的x的理论值。

最后，执行步骤S06，将与x0和y0对应的延长生长条件确定为与所需制备器件的目标波长相对应的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件。

在后续需要生长具有该目标波长的InGaAsP外延片时，可以采用该延长生长条件执行。

具体地，该方法还可以包括：利用该与所需制备器件的目标波长相对应的In_xGa_{1- x}As_yP_1-y层的外延生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层。一方面，成功解决了生长InGaAsP外延片波长难以精确控制的问题，使得在光电和通讯领域能够更精准地满足特定波长需求，为高性能器件制造提供了可靠保障；另一方面，做到了与InP衬底晶格常数的完全匹配，避免了因晶格常数不匹配而引起的应力问题，提高了器件的性能和稳定性，延长了器件的使用寿命。

在此基础上，本申请实施例还提供了一种InGaAsP外延片，采用如前述任一实施例所述的InGaAsP外延片的生长方法制备得到。从而该InGaAsP外延片为高性能器件制造提供了可靠保障，提高了器件的性能和稳定性，延长了器件的使用寿命。

需要说明的是，本申请提供的InGaAsP外延片的实施例与InGaAsP外延片的生长方法实施例属于同一构思；各实施例所记载的技术方案中各技术特征之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本申请的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，不对本申请专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，包括：

根据所需制备器件的目标波长确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的目标带隙，其中，0<x<1，0<y<1；

基于带隙与y的经验关系式确定与所述目标带隙对应的y的理论值，根据所述y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值；

根据x的理论值和y的理论值确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用所述外延生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层；

对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第一检测，根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值，并根据修正后的y的理论值重新确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值，根据重新确定的x的理论值和修正后的y的理论值重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的外延生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至实际波长与目标波长之间的关系符合预设要求，将此时的y的理论值记为y0；

对最新生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第二检测，根据第二检测结果确定晶格质量是否达到预设标准，若未达到，则修正x的理论值，并根据修正后的x的理论值和y0重新确定In_xGa_1-xAs_yP_1-y层的延长生长条件，并利用重新确定的延长生长条件在InP衬底上生长In_xGa_1-xAs_yP_1-y层，直至晶格质量达到预设标准，将此时的x的理论值记为x0；

将与x0和y0对应的延长生长条件确定为与所需制备器件的目标波长相对应的In_xGa_{1- x}As_yP_1-y层的延长生长条件。

2.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述第一检测包括光致发光检测，和/或，所述第二检测包括表面颗粒度扫描仪检测。

3.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述根据第一检测结果确定实际波长与目标波长之间的关系是否符合预设要求，若不符合，则修正y的理论值，包括：

若不符合预设要求且实际波长大于目标波长，则朝增大的方向修正y的理论值；

若不符合预设要求且实际波长小于目标波长，则朝减小的方向修正y的理论值。

4.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述第二检测包括表面颗粒度扫描仪检测；所述第二检测结果包括Haze值；所述预设标准为Haze值小于等于10ppm。

5.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述方法还包括：

对生长得到的In_xGa_1-xAs_yP_1-y层进行第三检测，第三检测结果中包含In、Ga、As、P四种元素的组分检测信息；

所述修正y的理论值和/或所述修正x的理论值的步骤中修正的幅度依据所述组分检测信息确定。

6.根据权利要求5所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述第三检测包括X射线衍射仪检测。

7.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述带隙与y的经验关系式通过对一系列InGaAsP外延片的检测数据进行拟合而得到。

8.根据权利要求1或7所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述带隙与y的经验关系式为：Eg＝1.35-0.72y+0.12y²eV；其中，Eg表示带隙。

9.根据权利要求1所述的InGaAsP外延片的生长方法，其特征在于，所述根据所述y的理论值和InP衬底的晶格常数确定当In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数与InP衬底的晶格常数相等时的x的理论值基于以下公式确定：

a(x，y)＝(1-x)*y*a(GaAs)+(1-x)*(1-y)*a(GaP)+x*y*a(InAs)+x*(1-y)*a(InP)；

其中，a(x，y)表示In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数且令In_xGa_1-xAs_yP_1-y的晶格常数等于InP衬底的晶格常数，a(GaAs)表示GaAs的晶格常数，a(GaP)表示GaP的晶格常数，a(InAs)表示InAs的晶格常数，a(InP)表示InP的晶格常数。

10.一种InGaAsP外延片，其特征在于，采用如权利要求1至9中任意一项所述的InGaAsP外延片的生长方法制备得到。