[发明专利]GSMBE制备Ⅲ-Ⅴ化合物半导体纳米管结构材料的方法有效

专利信息
申请号: 200910054392.9 申请日: 2009-07-03
公开(公告)号: CN101591811A 公开(公告)日: 2009-12-02
发明(设计)人: 艾立鹍;徐安怀;孙浩;齐鸣;朱福英 申请(专利权)人: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
主分类号: C30B29/40 分类号: C30B29/40;C30B25/02;H01L21/205
代理公司: 上海泰能知识产权代理事务所 代理人: 黄志达;宋 缨
地址: 200050*** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明涉及一种GSMBE制备III-V化合物半导体纳米管结构材料的方法,包括:在GSMBE系统中,对衬底进行预处理;将砷烷裂解得到As2用作As源,调节气源炉AsH3压力PV为450~700Torr,并控制各分子束流强度;然后将衬底传递至GSMBE的生长室进行外延生长;通过半导体刻蚀工艺制作图形,经腐蚀后制作成III-V族化合物半导体纳米管结构材料。该III-V族化合物半导体材料体系选择余地大,来源方便,并且可以对纳米管内外壁材料进行掺杂;制备方法操作简单,成本低,适合大规模生产。
搜索关键词: gsmbe 制备 化合物 半导体 纳米 结构 材料 方法
【主权项】:
1.一种GSMBE制备III-V化合物半导体纳米管结构材料的方法,包括:(1)将GaAs衬底送入气态源分子束外延系统GSMBE的预处理室,于400~450℃除气25~35分钟;(2)将上述衬底传递至GSMBE的生长室,将砷烷AsH3于1000℃进行裂解,得到As2用作As源,调节气源炉AsH3压力PV为450~700Torr,并控制束流强度;(3)衬底在As气氛的保护下进行生长前的表面解吸,衬底温度于580℃下进行外延生长,生长时衬底以每分钟5转的速度旋转,以保证外延材料的均匀性;其中,Al的分子束强度fAl为7.16,Ga的分子束强度fGa为33.6,In的分子束强度fIn为14.79,偏差在±5%;GaAs缓冲层的生长工艺条件为:Ga的生长温度为1080℃,AsH3的裂解压力为600Torr,在此条件下GaAs的生长速率为0.78μm/h,GaAs缓冲层厚度为300nm;AlGaAs腐蚀牺牲层的生长工艺条件为:Ga的生长温度为1080℃,Al的生长温度为1140℃,AsH3的裂解压力为700Torr,在此条件下AlGaAs的生长速率为0.98μm/h,AlGaAs腐蚀牺牲层厚度1.6μm;InGaAs应变层的生长工艺条件为:Ga的生长温度为1080℃,In的生长温度为850℃,AsH3的裂解压力为700Torr,在此条件下InGaAs的生长速率为0.98μm/h,InGaAs应变层的厚度6nm;GaAs管径内壁层的生长工艺条件为:Ga的生长温度为1080℃,AsH3的裂解压力为600Torr,在此条件下GaAs的生长速率为0.78μm/h,GaAs管径内壁层厚度为6nm;(4)通过半导体刻蚀工艺制作图形,经腐蚀后制作成III-V族化合物半导体纳米管结构材料。
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