一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法

本发明公开了一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，包括以下步骤：步骤1：在硅衬底上，采用超高真空化学气相沉积方法外延锗层；步骤2：经外延了锗层的硅衬底放入MOCVD反应室中，分别生长低温成核砷化镓层和高温砷化镓层；步骤3：生长半绝缘砷化镓层；步骤4：生长砷化镓盖层；步骤5：抛光、清洗、封装，完成衬底的制备。本发明提出的上述方法中采用超高真空化学气相沉积从硅衬底过渡到锗层，通过底层锗的弛豫来消除4％的应变，由于砷化镓与锗的晶格失配只有800ppm，利用超高真空化学气相外延从硅衬底到锗层，避免了失配位错的产生，采用高低温砷化镓层的配合来解决反向畴的问题。

1.一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，包括以下步骤：步骤1：在硅衬底上，采用超高真空化学气相沉积方法外延锗层；步骤2：经外延了锗层的硅衬底放入MOCVD反应室中，分别生长低温成核砷化镓层和高温砷化镓层；步骤3：生长半绝缘砷化镓层；步骤4：生长砷化镓盖层；步骤5：抛光、清洗、封装，完成衬底的制备。
2.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中硅衬底为偏[011]方向3°至6°的(100)衬底，经过标准硅片清洗后放入反应室。
3.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中，锗层的缺陷密度小于1×10⁶cm^-2，表面粗糙度小于1nm。
4.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，生长高温砷化镓层、半绝缘砷化镓层、生砷化镓盖层的生长温度相同，均在620～660℃之间。
5.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中，半绝缘砷化镓层的生长速率是0.2nm/s～0.4nm/s，V/III为20～40。
6.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中，生长半绝缘砷化镓层时掺杂剂为二茂铁，其流量所用的III族源TMGa的流量的比为1∶1000～1∶10000，数量级在1×10^-8～1×10^-9mol/min之间。
7.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中砷化镓盖层厚度为50～100nm。
8.根据权利要求1所述的一种硅基半绝缘砷化镓衬底的制备方法，其中，抛光时所去除的砷化镓的厚度小于100nm，最后达到的粗糙度小于0.5nm。