本申请涉及半导体，尤其涉及一种分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法。
背景技术：
1、常见的红外探测器包括：量子阱红外探测器(qwip)、碲镉汞红外探测器(mct)、inas/gasbⅱ类超晶格(t2sl)红外探测器。量子阱红外探测器是基于势阱中电子空穴的子带跃迁实现的，该材料属于ⅲ-ⅴ族化合物，材料均匀性好。但是因为其光吸收属于子带间跃迁，只对窄带的平行光响应，所以该探测吸收系数和量子效率比较低，这样会限制其应用范围。碲镉汞红外探测器通过调控材料组分可以使其探测波段覆盖整个红外波段。碲镉汞为直接带隙半导体材料，因此具有较高的吸收系数和量子效率(通常在80％以上)，在红外探测领域中一直处于领先地位。但随着人们对探测技术要求的进一步提高，碲镉汞材料由于ⅱ-ⅵ族化合物的成键不稳定性而导致缺陷增多、均匀性下降从而限制其发展。在长波红外探测方面，昂贵的衬底和制造成本成为制约其发展的重要因素。而ⅱ类超晶格红外探测器结合了以上两种探测器的优势，成为目前具有良好前景的红外探测器之一。基于ⅱ型应变层inas/gasb超晶格材料的长波红外焦平面阵列(fpas)正在成为长波mct的替代材料。
2、inas/gasbⅱ类超晶格(t2sl)材料的主要组成来自于ⅲ-ⅴ族半导体内的群家族，即inasgasb以及alsb这三种材料的晶格常数相似，可以生长得到晶格匹配的异质外延材料。一般采用分子束外延技术，在晶格相匹配的gasb衬底表面生长超晶格材料。在超晶格中，势阱与势垒层都是超薄层结构，厚度约为3-20个原子层。inas与gasb材料单周期内的层数比决定了超晶格吸收层材料的带隙，从而影响到材料的响应波长，inas与alsb材料单周期内的层数比决定了势垒层材料的带隙以及与吸收层材料之间的带阶偏移。因此，精确控制超晶格材料的生长速率，对于生长符合设计结构的材料具有重要的意义。
3、反射高能电子衍射(rheed)的方法来测试超晶格材料生长速率的原理是将高能量的电子掠射到晶体表面，其反射束带有晶体表面信息，并呈现于荧光屏。当入射电子束与晶面簇的夹角、晶面间距和电子束波长三者满足布拉格公式时，则沿此晶面簇对入射束的反射方向有衍射束产生，从而得到表面结构的全部信息。通过测量即时的rheed衍射图谱的特性，可以判断外延层材料生长的动力学过程。rheed强度振荡有固定周期，一个周期反应一个单分子层的生长，通过强度振荡信息即时的改变可以得到外延层的生长速率以及生长质量等信息。如果rheed图像是条纹，则说明样品表面原子的排列比较有序，样品表面是非常平整的。如果rheed图像是模糊不清的，则说明样品表面是粗糙的，电子束已经被多次散射。rheed振荡曲线的一个振荡周期对应一个单分子层的生长时间，振荡强度极大时，表明一层完整的单原子层的建立，振荡强度极小时，表明此时表面分子分布最为杂乱，而振荡强度的衰减是由于分子迁移速度有限所致。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，用以解决现有技术中由于inas、gasb、alsb三种材料晶格常数存在差异，在多次外延材料后，表面材料会与衬底材料存在晶格失配的问题，从而导致rheed图像的振荡曲线不够清晰尖锐，影响材料生长速率的精确测试的问题。
2、本申请实施例提供一种分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，包括：
3、对gasb衬底使用分子束外延设备进行预处理，以进行脱氧；
4、在脱氧完成后，打开ga源挡板，在衬底表面上生长第一预设时长的gasb材料后，关闭ga源挡板，降低衬底温度至超晶格材料的生长温度；
5、打开ga源挡板和rheed开关，当出现设定数量的周期振荡曲线时，关闭ga源挡板和rheed开关，记录第一个最高峰和最后一个最高峰对应的时间差t1，以基于所述时间差t1计算gasb材料的单层生长速率；
6、打开al源挡板和rheed开关，当出现所述设定数量的周期振荡曲线时，关闭al源挡板和rheed开关，记录第一个最高峰和最后一个最高峰对应的时间差t2，以基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率；
7、打开ga源挡板，生长gasb材料，生长gasb材料完成后关闭ga源挡板，打开in源挡板第二预设时长，生长单层insb平衡inas与gasb材料之间的晶格畸变；
8、打开as源、关闭sb源，等待第三预设时长，打开in源挡板和rheed开关，当出现所述设定数量的周期振荡曲线时，关闭in源挡板和rheed开关，记录第一个最高峰和最后一个最高峰对应的时间差t3，以基于所述时间差t3计算inas材料的单层生长速率。
9、可选的，对gasb衬底使用分子束外延设备进行预处理包括：对gasb衬底使用分子束外延设备进行高温加热、除气和脱氧，且在预处理期间一直打开sb源挡板。
10、可选的，在基于所述时间差t1计算gasb材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，改变ga源温度，重复打开ga源挡板和rheed开关，并计算gasb材料的单层生长速率。
11、可选的，基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率的过程中，sb源挡板一直打开。
12、可选的，基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率之后还包括：
13、关闭al源挡板，打开ga源挡板，在外延层表面生长gasb材料平衡应变。
14、可选的，在基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，改变al源温度，重复打开al源挡板和rheed开关，并计算alsb材料的单层生长速率，以及在外延层表面生长gasb材料平衡应变。
15、可选的，在基于所述时间差t3计算inas材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，则改变in源温度，重复打开as源、关闭sb源，并计算inas材料的单层生长速率。
16、针对inas、gasb、alsb三种材料晶格常数存在差异，在多次外延材料后，表面材料会与衬底材料存在晶格失配的问题，从而导致rheed图像的振荡曲线不够清晰尖锐，影响材料生长速率的精确测试的问题。本申请实施例提供了一种测试分子束外延超晶格材料生长速率的方法，来实现利用gasb衬底进行inas、gasb、alsb材料生长速率的多次精确测试。
17、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
1.一种分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，对gasb衬底使用分子束外延设备进行预处理包括：对gasb衬底使用分子束外延设备进行高温加热、除气和脱氧，且在预处理期间一直打开sb源挡板。
3.如权利要求1所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，在基于所述时间差t1计算gasb材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，改变ga源温度，重复打开ga源挡板和rheed开关，并计算gasb材料的单层生长速率。
4.如权利要求1所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率的过程中，sb源挡板一直打开。
5.如权利要求4所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率之后还包括：
6.如权利要求5所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，在基于所述时间差t2计算alsb材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，改变al源温度，重复打开al源挡板和rheed开关，并计算alsb材料的单层生长速率，以及在外延层表面生长gasb材料平衡应变。
7.如权利要求1所述的分子束外延超晶格材料生长速率的测试方法，其特征在于，在基于所述时间差t3计算inas材料的单层生长速率与所要求的速率有偏差的情况下，则改变in源温度，重复打开as源、关闭sb源，并计算inas材料的单层生长速率。
