[发明专利]生长在Si衬底上的GaAs薄膜及制备方法

权利要求书

1.生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)Si衬底清洗；

(2)Si衬底预处理；

(3)Si衬底脱氧化膜；

(4)缓冲层的生长：在350～500℃的生长温度下，在经步骤(3)处理后的Si衬底表面生长2～20nm的In_xGa_1-xP缓冲层，0.57<x<0.63；

(5)GaAs薄膜的生长：在500～580℃的生长温度下，在In_xGa_1-xP缓冲层上生长GaAs薄膜；

步骤(4)所述缓冲层的生长，具体为：

将Si衬底温度升至350～500℃，在反应室压力3.0×10^-6～2.5×10^-8Pa、Ⅴ/Ⅲ值20～30、生长速度0.1～0.5ML/s的条件下生长2～20nm的In_xGa_1-xP缓冲层；

步骤(5)所述GaAs薄膜的生长，具体为：

将Si衬底温度升至500～580℃，在反应室真空度为4.0×10^-5～2.7×10^-8Pa、Ⅴ/Ⅲ值40～60、生长速度0.6～1ML/s条件下，生长GaAs外延薄膜。

2.根据权利要求1所述的生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述Si衬底清洗，具体为：

经过丙酮、去离子水洗涤，去除衬底表面有机物；将Si衬底置于HF:H₂O＝1:10溶液中超声1～10分钟，之后经去离子水清洗去除表面氧化物和有机物；清洗后的Si衬底用高纯氮气吹干。

3.根据权利要求1所述的生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述Si衬底预处理，具体为：

Si衬底清洗完毕后，送入分子束外延进样室预除气15～30分钟；再送入传递室300～400℃除气0.5～2小时，完成除气后送入生长室。

4.根据权利要求1所述的生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述Si衬底脱氧化膜，具体为：

Si衬底进入生长室后，将衬底温度升至950～1050℃，高温烘烤15～30分钟，除去衬底表面的氧化膜层。

5.权利要求1～4任一项所述的生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法得到的生长在Si衬底上的GaAs薄膜，其特征在于，包括依次层叠的Si衬底、In_xGa_1-xP缓冲层以及GaAs薄膜，所述In_xGa_1-xAs缓冲层的厚度为2～20nm；其中0.57<x<0.63。