[发明专利]一种Ga束流低温辅助清理GaAs图形衬底表面氧化物的方法

摘要

本发明是一种Ga束流低温辅助清理GaAs图形衬底表面氧化物的方法，采用低流量III族Ga束流在分子束外延中低温辅助清理GaAs衬底表面氧化物。采用这种技术清理外延GaAs衬底，仅通过生长十几个纳米厚的GaAs缓冲层，能够重复地获得高质量低密度InAs量子点。本发明证实了Ga束流辅助清理衬底表面氧化物技术在外延生长中具有实际可应用性。这项技术在需要保持良好界面特性的器件结构外延再生长中将具有特别的潜在应用价值。

主权项

一种Ga束流低温辅助清理GaAs图形衬底表面氧化物的方法：在配备有Ga，Al，In，Be，Si和As裂解源炉的传统分子束外延系统中进行的衬底表面氧化物清理。使用的衬底为两英寸GaAs晶片(epi‑ready)。晶片开封后，刻蚀出所需图形，经处理后放入无铟的衬底托上并立即传入进样室进行150℃低温除气，除气时间为12个小时。经过初级除气后，将晶片传入准备仓。在进行氧化物清理前，对晶片进行再次除气，除气温度为450℃，当准备仓真空度降到10‑9毫巴量级后，停止晶片除气并将其传入生长仓。氧化物清理在生长仓中进行。清理过程包括：首先把晶片缓慢升温到460℃‑550℃范围之间的固定温度，然后在无砷保护的条件下，采用6.3×1012atoms·cm‑2·s‑1的Ga束流连续辐照GaAs衬底。之后进行低密度量子点生长，结构包括：氧化层彻底清理后生长的一层厚度为15纳米的GaAs缓冲层，2.1个分子单层厚的低密度InAs量子点和一层厚度为100纳米的GaAs盖帽层。