[發(fā)明專利]單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201611217771.1 | 申請(qǐng)日： | 2016-12-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN106784189B | 公開（公告）日： | 2018-09-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 徐曉明;周海;黃傳錦;徐彤彤;夏斯偉;龔凱 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 鹽城工學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | H01L33/00 | 分類號(hào)： | H01L33/00 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200 | 代理人： | 楊海軍 |
| 地址： | 224051 江蘇省*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氧化 襯底 表面 原子 臺(tái)階 結(jié)構(gòu) 制備 方法 | ||
1.一種單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：?jiǎn)尉а趸壱r底基片的化學(xué)機(jī)械拋光處理
步驟2：超聲波清洗
依次使用丙酮，硫酸與雙氧水的混合溶液，去離子水，對(duì)單晶氧化鎵襯底基片表面進(jìn)行超聲波清洗，去除襯底基片表面的有機(jī)物、雜質(zhì)顆粒；
步驟3：超聲波清洗完成后，采用高純氮?dú)獯蹈梢r底基片表面；
步驟4：將清洗吹干后的單晶氧化鎵襯底基片，按順序整齊平放于退火陶瓷承載盤上，將經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光處理的光滑表面向上，并使各單晶氧化鎵襯底基片之間無(wú)重疊，關(guān)閉退火爐爐門，緩慢通入保護(hù)氣體氧氣，排除退火爐內(nèi)的空氣，確保退火在氧氣氛圍中進(jìn)行，結(jié)束后關(guān)閉導(dǎo)氣閥；
步驟:5：分段升溫退火處理：
將退火爐內(nèi)的溫度以不高于每小時(shí)200℃的速度升溫至300～600℃，保溫1.5～2h；然后以不高于每小時(shí)130℃的速度將退火爐內(nèi)的溫度升溫至600～800℃，繼續(xù)保溫2～3h；然后以不高于每小時(shí)100℃的速度將退火爐內(nèi)的溫度升溫至900～1000℃，再次保溫3～4h；最后以每小時(shí)15～20℃的速度將退火爐內(nèi)的溫度升溫至1100～1200℃，轉(zhuǎn)入最終成形退火保溫狀態(tài)，保溫5～6h，使得襯底基片表面材料生成規(guī)則間隔和臺(tái)階結(jié)構(gòu)排列；每次升溫過程持續(xù)均勻，增強(qiáng)并促進(jìn)化學(xué)機(jī)械拋光處理后的襯底基片表面材料遷移；
步驟:6：表面結(jié)構(gòu)成形退火完成后，以每小時(shí)10～20℃降溫至室溫，出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟1中單晶氧化鎵襯底基片為浮法生長(zhǎng)的晶面，且經(jīng)30～120min的化學(xué)機(jī)械拋光處理，加工表面完整、無(wú)解理缺陷，使用VK-X100/X200形狀測(cè)量激光顯微鏡檢測(cè)5×5μm平面區(qū)域內(nèi)表面粗糙度Ra＜1nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，步驟1中化學(xué)機(jī)械拋光處理是在Unipol-1502精密拋光機(jī)上進(jìn)行，采用網(wǎng)格型無(wú)磨料聚氨酯拋光墊和自制抗解理拋光液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，步驟1中化學(xué)機(jī)械拋光處理的拋光壓力350g/cm2，拋光盤轉(zhuǎn)速為60r/min，拋光液流量為20ml/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2中硫酸與雙氧水的混合溶液的配置方法為：按體積比為1:4:1取去離子水，硫酸和雙氧水混合制成，其中硫酸的體積濃度為95％，雙氧水的體積濃度為30％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2中丙酮超聲波清洗溫度為40～60℃，硫酸與雙氧水的混合溶液超聲波清洗溫度為35～50℃，去離子水超聲波清洗溫度為25～40℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶氧化鎵襯底基片表面原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2中丙酮超聲波清洗時(shí)間為10～15min，硫酸與雙氧水的混合溶液超聲波清洗時(shí)間為10～15min，去離子水超聲波清洗時(shí)間為5min，所述清洗均采用定時(shí)方式。
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