[发明专利]一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜的制备方法，包括以下步骤(1)Si(111)衬底清洗；(2)Si(111)衬底预处理；(3)Si(111)衬底脱氧化膜；(4)第一InxGa1‑xAs缓冲层的生长；(5)第一InxGa1‑xAs缓冲层的原位退火；(6)GaAs缓冲层的生长；(7)GaAs缓冲层的原位退火；(8)第二InxGa1‑xAs缓冲层的生长；(9)第二InxGa1‑xAs缓冲层的原位退火；(10)GaAs外延薄膜的生长。本发明还公开了生长在Si衬底上的GaAs薄膜。本发明得到的GaAs薄膜晶体质量好，表面平整，对半导体器件的制备，尤其是太阳电池领域，有着积极的促进意义。

主权项

一种生长在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(111)衬底清洗；(2)Si(111)衬底预处理；(3)Si(111)衬底脱氧化膜；(4)第一InxGa1‑xAs缓冲层的生长：将衬底温度降至350～500℃，在反应室压力3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa、V/III值20～30、生长速度0.1～0.5ML/s的条件下生长2～20nm的InxGa1‑xAs缓冲层，其中0.05<x<0.10；(5)第一InxGa1‑xAs缓冲层的原位退火：将衬底温度升至500～540℃退火10～20min，反应室压力为3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa；(6)GaAs缓冲层的生长：将衬底温度降至350～500℃，在反应室压力3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa、V/III值20～30、生长速度0.1～0.5ML/s的条件下生长2～20nm GaAs缓冲层；(7)GaAs缓冲层的原位退火；将衬底温度升至500～540℃退火10～20min，反应室压力3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa；(8)第二InxGa1‑xAs缓冲层的生长：将衬底温度降至350～500℃，在反应室压力3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa、V/III值20～30、生长速度0.1～0.5ML/s的条件下生长2～20nm InxGa1‑xAs缓冲层；其中0.01<x<0.05；(9)第二InxGa1‑xAs缓冲层的原位退火：将衬底温度升至500～540℃退火10～20min，在反应室压力3.0×10‑5～2.5×10‑8Pa；(10)GaAs外延薄膜的生长：将衬底温度升至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，生长厚度为100nm～1000nm的GaAs外延薄膜。