[发明专利]一种在Si基片上外延生长GaAs薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种Si基生长GaAs薄膜分子束外延的方法，使用分子束外延设备在预处理的Si(111)衬底上先自催化生长1μm的GaAs纳米柱，之后降低温度使Ga液滴固化，气-液-固机制（Vapor-Liquid-Solid,VLS机制）的外延生长停止，主要侧向外延生长，逐步形成薄膜。一定时间后固化Ga液滴被覆盖，形成表面均匀、光滑的GaAs薄膜。本发明实现了在价格便宜的Si（111）衬底上制备高质量的GaAs晶体薄膜；外延层与衬底应力很小，且界面处的位错和缺陷密度被大幅度减小；外延生长为原位生长，不需要引入其它工艺，无外部污染杂质引入，制备工艺简单。

主权项

一种Si基生长GaAs薄膜分子束外延的方法，其特征在于：包括下述步骤：（1）、选取Si(111)衬底，并对Si（111）衬底清洗；（2）、将清洗后的Si（111）衬底在上制备Ga液滴，制备温度为620至640℃，Ga束流为2×10‑7Torr，生长时间为25‑35min；（3）、在Si（111）衬底上自催化生长1μm的纳米柱；自催化温度为540至560℃，Ga束流为1.5×10‑7Torr，As 束流为2×10‑6Torr，生长时间为10‑20min分钟；（4）、温度降至380‑420℃使Ga液滴固化，Ga束流为1.5×10‑7Torr，As 束流为2×10‑6Torr，生长时间为80‑100 min，生长形成GaAs薄膜。