本實用新型涉及光電陰極，尤其涉及一種高磷組分砷磷化鎵光電陰極。
背景技術(shù)：
目前，砷化鎵(GaAs)基器件已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用到社會中，各種光電子及微電子器件層出不窮，如：發(fā)光二極管(英文lighting emitting diode，簡稱LED)、微波器件、功率器件、光探測器等等。時至今日，以砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)基器件為首，已然形成了規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)，成為促進國民經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力。
化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中所需要的材料基本上都是單晶半導(dǎo)體。在半導(dǎo)體事業(yè)的發(fā)展過程中，不論是對一代半導(dǎo)體鍺(Ge)、硅(Si)還是二代半導(dǎo)體砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)以及最近十幾年發(fā)展起來的三代半導(dǎo)體氮化鎵(GaN)、碳化硅(Si)，晶體質(zhì)量的提高、雜質(zhì)的減少、光學(xué)性能及電學(xué)性能的優(yōu)化，其都是半導(dǎo)體制備過程中優(yōu)先追逐的目標(biāo)。質(zhì)量優(yōu)良的半導(dǎo)體是獲取相關(guān)半導(dǎo)體器件高性能的前提條件，沒有高質(zhì)量的半導(dǎo)體，即使擁有出色的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力也無法實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
現(xiàn)有的光電陰極包括：砷化鎵(GaAs)襯底、外延生長在砷化鎵(GaAs)襯底上的砷化鎵(GaAs)緩沖層；其中，砷化鎵(GaAs)緩沖層上依次設(shè)有砷磷化鎵(GaAsP)組分漸變過渡層、砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層、砷化鎵(GaAs)蓋帽層。但是，由于外延生長在砷化鎵(GaAs)襯底上的砷磷化鎵(GaAsP)存在較大失配的缺點，因此，導(dǎo)致生長砷磷化鎵(GaAsP)存在的較大應(yīng)力，使得砷磷化鎵(GaAsP)生長厚度較厚時，容易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，并且，砷磷化鎵(GaAsP)組分漸變過渡層與光子發(fā)射層之間沒有明顯界面，不利于后續(xù)器件的制作。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種高磷組分砷磷化鎵光電陰極，其通過在砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層及GaAsP組分漸變緩沖層之間，插入變In組分磷化鋁鎵銦應(yīng)力調(diào)制層，將存在于目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層與砷磷化鎵(GaAsP)組分漸變緩沖層之間存在的應(yīng)力進行調(diào)制降低，不僅降低了生長砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層時存在的較大應(yīng)力，解決了高磷組分生長厚度較厚時出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象的問題，而且，有效地提高了高磷組分外延層的生長厚度和晶體的質(zhì)量，有利于后續(xù)光電陰極器件的制備過程。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種高磷組分砷磷化鎵光電陰極，其特征在于：設(shè)有：砷化鎵(GaAs)襯底、砷化鎵(GaAs)襯底上設(shè)置有砷化鎵(GaAs)緩沖層，砷化鎵(GaAs)緩沖層上設(shè)置有組分漸變緩沖層，組分漸變緩沖層上設(shè)置有變In組分的磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層，應(yīng)力調(diào)制層上設(shè)置有P型目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsxP1-x)光子發(fā)射層,目標(biāo)P型砷磷化鎵(GaAsxP1-x)光子發(fā)射層上設(shè)置有P型砷化鎵(GaAs)蓋帽層。
所述變In組分磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層是由交替生長的不同的低In組分磷化鋁鎵銦(Inz(AlxGa1-x)1-zP)和高In組分磷化鋁鎵銦Iny(AlxGa1-x)1-yP材料組成，其中，x的范圍為0-1；y的范圍為0.3-0.7；z的范圍為0.3-0.7；兩層中x值，可依據(jù)目標(biāo)層砷磷化鎵(GaAsxP1-X)中的磷(P)組分的大小進行調(diào)節(jié)。
所述組分漸變緩沖層為：砷磷化鎵(GaAsxP1-x)材料，其中，P組分由0開始逐漸增加，且x的范圍為0—0.4，厚度為50納米至3微米；目標(biāo)層為砷磷化鎵(GaAsxP1-x)材料，其中：x的范圍為0-0.45。
本實用新型的有益效果：本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，其通過在生長砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層及GaAsP組分漸變緩沖層之間，插入變In組分磷化鋁鎵銦應(yīng)力調(diào)制層，將存在于目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層與砷磷化鎵(GaAsP)組分漸變緩沖層之間存在的應(yīng)力進行調(diào)制降低，不僅降低了生長目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsP)光子發(fā)射層時存在的較大應(yīng)力，解決了高磷組分生長厚度較厚時出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象的問題，而且，有效地提高了高磷組分外延層的生長厚度和晶體的質(zhì)量，有利于后續(xù)光電陰極器件的制備過程。
附圖說明
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中主要標(biāo)號說明：
1.砷化鎵(GaAs)襯底、2.砷化鎵(GaAs)緩沖層、3.組分漸變緩沖層、4.應(yīng)力調(diào)制層、5.P型砷磷化鎵(GaAsxP1-x)光子發(fā)射層、6.P型砷化鎵(GaAs)蓋帽層。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型設(shè)有：砷化鎵(GaAs)襯底1、砷化鎵(GaAs)襯底1上設(shè)置有砷化鎵(GaAs)緩沖層2，砷化鎵(GaAs)緩沖層2上設(shè)置有組分漸變緩沖層3，組分漸變緩沖層3上設(shè)置有變In組分的磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層4，應(yīng)力調(diào)制層4上設(shè)置有P型目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsxP1-x)光子發(fā)射層5,目標(biāo)P型砷磷化鎵(GaAsxP1-x)光子發(fā)射層5上設(shè)置有P型砷化鎵(GaAs)蓋帽層6。其中，上述變In組分磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層4是由交替生長的不同的低In組分磷化鋁鎵銦(Inz(AlxGa1-x)1-zP)和高In組分磷化鋁鎵銦Iny(AlxGa1-x)1-yP材料組成，其中，x的范圍為：0-1；y的范圍為0.3-0.7；z的范圍為0.3-0.7；兩層中x不是必須同時采用相同值，可依據(jù)目標(biāo)層砷磷化鎵(GaAsxP1-X)中的磷(P)組分的大小進行調(diào)節(jié)。
上述組分漸變緩沖層3為：砷磷化鎵(GaAsxP1-x)材料，其中，P組分由0開始逐漸增加，且x的范圍為0—0.4，厚度為50納米至3微米；目標(biāo)層為砷磷化鎵(GaAsxP1-x)材料，其中：x的范圍為0-0.45。
上述結(jié)構(gòu)采用如下制備步驟：
第一步：設(shè)置砷化鎵(GaAs)襯底1；
第二步：在砷化鎵(GaAs)襯底1上外延生長砷化鎵(GaAs)緩沖層2；
第三步：在砷化鎵(GaAs)緩沖層2上外延生長砷磷化鎵(GaAsxP1-X)的組分漸變層3；
第四步：在砷磷化鎵(GaAsxP1-X)的組分漸變層3上交替生長變In組分磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層4；
第五步：在變In組分磷化鋁鎵銦的應(yīng)力調(diào)制層4之上生長P型目標(biāo)砷磷化鎵(GaAsxP1-X)光子發(fā)射層5；
第六步：在P型砷磷化鎵(GaAsxP1-X)外延層5上生長P型砷化鎵(GaAs)蓋帽層6。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。