[發明專利]同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法

無效

• 申請號: 201210083214.0
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102610714A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 周文飛;徐波;葉小玲;張世著;王占國
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01S5/343
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、在GaAs襯底上外延生長厚度為100～500nm的GaAs緩沖層；

步驟2、在GaAs緩沖層上外延生長一定厚度的Al_xGa_(1-x)As犧牲層，其中0.8≤x≤1；

步驟3、在Al_xGa_(1-x)As犧牲層上外延生長厚度為50～150nm的第一GaAs層；

步驟4、在第一GaAs層上外延生長InAs量子點；

步驟5、在InAs量子點上外延生長厚度為50～150nm的第二GaAs層，將InAs量子點埋住；

步驟6、在第二GaAs層上生長一定厚度的SiO₂薄膜；

步驟7、采用紫外光刻和等離子體刻蝕方法制作圓柱形臺面；

步驟8、氧化前，在氮氣保護和所需預熱溫度下，將樣品放入氧化爐中預熱一定時間；

步驟9、預熱結束后，關閉氮氣通路，用一定流量的另一路氮氣攜帶水蒸氣經過樣品，高溫下側向濕法氧化一定時間；

步驟10、高溫側向濕法氧化結束后，將樣品取出，在室溫下自然冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟2中所述Al_xGa_(1-x)As犧牲層的厚度為300～1000nm。

3.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟6中所述的在第二GaAs層上生長一定厚度的SiO₂薄膜，是采用等離子體化學氣相淀積法生長的，所述SiO₂薄膜厚度為50～500nm。

4.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟7中所述采用紫外光刻和等離子體刻蝕方法制作圓柱形臺面，具體包括：

步驟A：采用紫外光刻方法在光刻膠上形成圓柱形臺面圖形；

步驟B：采用反應離子刻蝕方法將膠上圖形轉移至SiO₂層上；

步驟C：去除SiO₂表面剩余的光刻膠，采用感應耦合等離子刻蝕方法將SiO₂表面上的圖形轉移至GaAs上，一直刻蝕到GaAs緩沖層的上表面為止。

5.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟7中所述圓柱形臺面的直徑為20～200μm，臺面的高度為300～1500nm。

6.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟8中所述的樣品預熱時間為1～10分鐘，預熱溫度為350～580℃。

7.根據權利要求1所述的一種同步實現阻止GaAs蓋層氧化和提高氧化層熱穩定性的方法，其特征在于，步驟9中所述的氮氣流量為0.5～3L/分鐘，水溫為80～95℃，氧化溫度為350～580℃，氧化時間為0.5～3h。