[发明专利]一种GaAs基外延片的固态扩锌方法

权利要求书

1.一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，在GaAs外延片上设置ZnO薄膜作为锌源进行锌扩散。

2.根据权利要求1所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，所述的ZnO薄膜是通过溅射方式设置在所述GaAs外延片上的。

3.根据权利要求1所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，所述锌扩散所处的温度为450-550℃，锌扩散的的气氛为惰性气体，优选的，所述惰性气体为氮气。

4.根据权利要求1所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，在利用ZnO薄膜作为锌源对GaAs外延片进行锌扩散时，将所述GaAs外延片至于石墨托盘上。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

(1)在所述GaAs外延片表面生长一层扩散掩膜，并在扩散掩膜上制备出扩散窗口；

(2)将所述GaAs外延片放入溅射台，溅射一层ZnO薄膜；

(3)将生长好ZnO薄膜的GaAs外延片放入MOCVD反应室中，通入氮气，缓慢升高反应室中的温度至所需扩散温度；

(4)进行恒温锌扩散。

6.根据权利要求5所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，在步骤(4)后，还包括步骤(5)快速降低反应室内的温度至室温，并将GaAs外延片取出。

7.根据权利要求6所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，在步骤(5)后，还包括步骤(6)去除GaAs外延片表面的扩散掩膜及ZnO薄膜。

8.根据权利要求5所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，所述扩散掩膜为SiO₂薄膜、ZrO₂薄膜或Si₃N₄薄膜；扩散掩膜的厚度为50-300nm；优选的，所述扩散掩膜为150nm厚度的Si₃N₄薄膜。

9.根据权利要求5所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，所述ZnO薄膜的溅射条件为：基底温度100-150℃，去除GaAs外延片表面水汽；溅射功率100-200W；溅射压强为1-5Pa；溅射厚度100-300nm。

10.根据权利要求5所述的一种GaAs基外延片的固态扩锌方法，其特征在于，所述MOCVD反应室中的锌扩散条件为：氮气流量为5000-10000sccm，石墨托盘转速为100-500rpm，反应室压强为30-100Torr，扩散温度为450-550℃，扩散时间为30-90分钟；

所述步骤(3)中，所述缓慢升高反应室中的温度至所需扩散温度：10分钟内先渐变至200℃，稳定5分钟，然后10分钟提升到扩散温度；

所述步骤(5)中，所述快速降低反应室内的温度至室温：直接自然降温至室温，降温时间低于10分钟。