[发明专利]用于制备砷化镓衬底的方法、砷化镓衬底及其用途

说明书

本发明涉及用于制备经表面处理的砷化镓衬底的新方法，和新提供的砷化镓衬底及其用途。根据本发明的方法的改进基于特殊的最终表面处理，其中使砷化镓衬底的至少一个表面在干燥条件下借助UV辐照和/或臭氧气体进行氧化处理，使砷化镓衬底的至少一个表面与至少一种液体介质接触，以及马兰葛尼式干燥所述砷化镓衬底。根据本发明提供的砷化镓衬底显示出迄今未获得的表面性质，尤其是所述表面性质之均匀性，其可借助光学表面分析仪检测，尤其是借助椭圆偏振侧向衬底映射用于光学不接触定量表征。

分案信息

本申请是申请日为2014年2月12日、申请号为201480004737.9、发明名称为“用于制备砷化镓衬底的方法、砷化镓衬底及其用途”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于制备经表面处理的砷化镓衬底的方法，以及砷化镓衬底本身及其用途。

背景技术

砷化镓衬底晶片被用于生产高频放大器和开关，以及发光组件，诸如半导体激光器和发光二极管。组件结构(晶体管和二极管)典型地由可选自Ga-In-As-P-Al-N的可变元素的外延沉积的混合晶堆制备，其中在单独的层内，可通过特别组成以同样晶格参数设定不同的电子性质。这种晶格适应性外延针对非常高的层质量和低缺陷密度。就此而言，所述层质量不但依赖于外延工艺的条件，而且还受到衬底性能的影响。

GaAs衬底的制造以生长个别整块晶体开始，随后锯开/分离工艺中单片化(例如参见T.Flade et al.，“State of the art 6SI GaAs wafers made of conventionallygrown LEC-crystals”，Journal of Crystal Growth,198-199(1),1999,p.336-342和Th.Bünger et al.,“Development of a vertical gradient freeze process for low EPDGaAs substrates”,Materials Science and Engineering B，80(1),2001,p.5-9)。随后将衬底在多阶段工艺中处理，尤其是抛光，从而获得有益的几何性质(厚度、曲率、楔形)和粗糙度(例如参见Flade et al.)。在最终抛光步骤之后，暴露纯的高反应性GaAs表面，立即不可避免地开始氧化物生长。典型的随后在液体介质中的净化需要一系列的氧化物形成和各个氧化物除去步骤，并且主要适合于减少衬底上颗粒、残余杂质或各个残余污染数量。在最终净化步骤和随后的衬底干燥期间形成氧化物层。在直到衬底插入外延装置中的时间内，该氧化物层还可能经受变化(例如参见D.A.Allwood,S.Cox,NJ.Mason,R.Palmer,R.Young,P.J.Walker,Thin Solid Films,412,2002,p.76-83)。

氧化物层的组成可例如通过X射线激发光电子能谱(XPS)测量，其中以光谱法研究经氧化原子的核心电子。氧化态可由受激电子的能量移动来测定。测量方法学以GaAs为例描述，详见C.C Surdu-Bob,S.O Saied,J.L Sullivan,Applied Surface Science,Volume183(1-2),2001,p.126-136。取决于氧化条件，氧化砷和氧化镓之比介于1和5之间。典型地出现GaO、Ga₂O₃和As₂O、AsO、As₂O₃、As₂O₅(例如参见F.-Oeynhausen,“Oberflachenanalytische Charakterisierung von metallischen Verunreinigungenund Oxiden auf GaAs”,Dissertation,University of Münster,1996和J.S.Song,Y.C.Choi,S.H.Seo,D.C.Oh,M.W.Cho,T.Yao,M.H.Oh,Journal of Crystal Growth,264,2004,p.98-103)。