利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法

摘要

本发明涉及一种利用均匀纳米粒子点阵提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于采用了纳米量级的SiO₂、SiO或Si_xN_y等点阵作为GaN外延掩模。在氢化物气相外延之前，先在GaN模板上电子束蒸发一层金属Al，再采用电化学的方法生成多孔状阳极氧化铝(AAO)，接着往孔中注入点阵结构的介质，然后去除AAO，则模板上得到了均匀分布的SiO₂纳米粒子的点阵结构，最后将模板置于反应腔内外延生长。由于气相外延的选择性，将开始选择生长在SiO₂等点阵外的区域上，最后经过横向外延生长过程连接成完整的GaN膜。降低了外延层的位错密度，且位错密度均匀分布，大大提高厚膜的可利用性。方法简单易行，省略了光刻的复杂工艺，且将掩模尺寸缩小到纳米量级，适于批量生产。

主权项

1、一种利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于：(1)以Al2O3、SiC、Si或者GaAs为衬底，先在其上生长一层的GaN外延层作为模板；(2)在步骤1制备的GaN外延层的模板上，沉积一层金属Al薄层；(3)将模板采用电化学的方法把Al氧化为分布均匀的网状多孔阳极氧化铝；(4)将模板放入磷酸溶液中去除小孔底部与下层GaN接触的那部分氧化铝并改变孔的尺寸；(5)在阳极氧化铝孔中再注入一层介质层，所述的介质层为SiO、SiO2或SixNy；(6)接着用酸溶液去除多孔阳极氧化铝层，在GaN模板表面上形成均匀分布的纳米量级粒子的点阵结构；(7)利用SiO2纳米级粒子点阵作为掩模，进行氢化物气相横向外延生长厚膜GaN。