[發明專利]生長在Si襯底上的GaAs薄膜及制備方法

有效

• 申請號: 201510468527.1
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105140104B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 李國強;溫雷;高芳亮;張曙光;李景靈;龔振遠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 陳文姬

1.生長在Si襯底上的GaAs薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)Si襯底清洗；

(2)Si襯底預處理；

(3)Si襯底脫氧化膜；

(4)緩沖層的生長：在350～500℃的生長溫度下，在經步驟(3)處理后的Si襯底表面生長2～20nm的In_xGa_1-xP緩沖層，0.57<x<0.63；

(5)GaAs薄膜的生長：在500～580℃的生長溫度下，在In_xGa_1-xP緩沖層上生長GaAs薄膜；

步驟(4)所述緩沖層的生長，具體為：

將Si襯底溫度升至350～500℃，在反應室壓力3.0×10^-6～2.5×10^-8Pa、Ⅴ/Ⅲ值20～30、生長速度0.1～0.5ML/s的條件下生長2～20nm的In_xGa_1-xP緩沖層；

步驟(5)所述GaAs薄膜的生長，具體為：

將Si襯底溫度升至500～580℃，在反應室真空度為4.0×10^-5～2.7×10^-8Pa、Ⅴ/Ⅲ值40～60、生長速度0.6～1ML/s條件下，生長GaAs外延薄膜。

2.根據權利要求1所述的生長在Si襯底上的GaAs薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述Si襯底清洗，具體為：

經過丙酮、去離子水洗滌，去除襯底表面有機物；將Si襯底置于HF:H₂O＝1:10溶液中超聲1～10分鐘，之后經去離子水清洗去除表面氧化物和有機物；清洗后的Si襯底用高純氮氣吹干。

3.根據權利要求1所述的生長在Si襯底上的GaAs薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述Si襯底預處理，具體為：

Si襯底清洗完畢后，送入分子束外延進樣室預除氣15～30分鐘；再送入傳遞室300～400℃除氣0.5～2小時，完成除氣后送入生長室。

4.根據權利要求1所述的生長在Si襯底上的GaAs薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述Si襯底脫氧化膜，具體為：

Si襯底進入生長室后，將襯底溫度升至950～1050℃，高溫烘烤15～30分鐘，除去襯底表面的氧化膜層。

5.權利要求1～4任一項所述的生長在Si襯底上的GaAs薄膜的制備方法得到的生長在Si襯底上的GaAs薄膜，其特征在于，包括依次層疊的Si襯底、In_xGa_1-xP緩沖層以及GaAs薄膜，所述In_xGa_1-xAs緩沖層的厚度為2～20nm；其中0.57<x<0.63。