[發明專利]一種在GaAs襯底上生長GaSb外延片的方法及GaAs基襯底

在審

• 申請號: 202010570826.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN113823551A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 徐云;蘇大鴻
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種在GaAs襯底上生長GaSb外延片的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1，在GaAs襯底(1)上生長GaAs緩沖層(2)，

步驟S2，在所述GaAs緩沖層(2)上沉積Ga原子層(3)，

步驟S3，在所述Ga原子層(3)上外延生長界面失配位錯陣列IMF(4)，

步驟S4，在所述界面失配位錯陣列IMF(4)上外延生長GaSb外延層(5)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中生長所述GaAs緩沖層(2)的厚度為300nm～500nm，生長溫度為580℃。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中生長所述GaAs緩沖層(2)采用As裂解得到的As₂束流，As/Ga束流壓強比為15～20。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，使用表面遷移增強法外延生長1～2層Ga原子層(3)，生長溫度為530℃。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中，生長界面失配位錯陣列IMF(4)采用Sb裂解得到的Sb₂束流對通過步驟S2得到的產品浸潤1分鐘，Sb₂束流為1～3×10^-6Torr，生長溫度為530℃。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，生長GaSb外延層(5)的厚度為500nm，生長溫度為450℃。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，生長GaSb外延層(5)采用Sb裂解得到的Sb₂束流，Sb/Ga束流壓強比為3～4。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，在開始生長GaSb外延層(5)時，Ga爐擋板比Sb爐擋板先開啟1秒，在生長GaSb外延層(5)之前在所述界面失配位錯陣列IMF(4)上沉積另一Ga原子層(6)。

9.一種通過權利要求1-8中任一項所述的方法制備得到的GaAs基襯底，其特征在于，所述GaAs基襯底包括：

GaAs襯底(1)，

生長于所述GaAs襯底(1)上的GaAs緩沖層(2)，

生長于所述GaAs緩沖層(2)上的Ga原子層(3)，

生長于所述Ga原子層(3)上的界面失配位錯陣列IMF(4)，

以及，生長于所述界面失配位錯陣列IMF(4)上的GaSb外延層(5)。

10.根據權利要求9所述的GaAs基襯底，其特征在于，在所述界面失配位錯陣列IMF(4)與所述GaSb外延層(5)之間還包括另一Ga原子層(6)。