[发明专利]一种MOCVD方式自组装生长GaAs纳米结构的方法

摘要

本发明采用金属有机化合物化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition简称MOCVD)方法制备GaAs纳米结构。在GaAs体材料衬底上气化生长GaAs纳米结构，属V-S(气-固)机制。在真空反应室中，用GaAs体材料做衬底，并对衬底高温加热，当达到一定温度(700℃-1200℃)时，衬底GaAs被分解，As气化，留下单质Ga纳米结构。同时通入有机化合物叔丁基砷(TBAs)As源到反应室中，TBAs的热分解温度较低。真空反应室中As的浓度越来越大，当As的浓度达到一定值时，对系统迅速降温，使As以自组装形式与Ga又重新结合，形成GaAs纳米结构，以氮气(N2)作为载气，以氩气(Ar)作为保护气，防止As在气化时生成氯化砷，也防止单质Ga被氧化。利用这种方法生长GaAs纳米结构，操作简单，给量产带来很大便利。

主权项

一种用MOCVD技术生长GaAs纳米结构的方法，其特征在于：具体实施步骤为：(1)在真空反应室中，将GaAs衬底放置在基座上。(2)预抽真空，让其真空度达到5Pa量级。(3)当真空度达到10‑3Pa后开始对衬底进行热处理10分钟，保持基座旋转。(4)通入保护气氩气(Ar)，高温加热衬底，升到所需生长温度，衬底GaAs发生热分解，As变成气体跑出，并存在真空反应室中，衬底上留下纳米结构Ga单质。保护气可以防止Ga单质被氧化。(5)通入As源，用有机化合物叔丁基砷(TBAs)作为As源，用氮气作为载气，将As单质输运到反应室中。反应室中的As气浓度越来越大，达到一定值时，使系统迅速降温，这时，As单质又与Ga单质重新自组装结合，生成具有纳米结构的GaAs。(6)生长结束后，关闭加热器，让它自然降温。关闭As源阀门，N2保持100sccm的流量。当温度下降至150℃左右时，停止通入气体。打开放气阀，使真空室内气压增大到常压。(7)关闭总电源，取出样品，放好。