[发明专利]利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法

权利要求书

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Si_xN_y；

(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)最后利用形成的纳米量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。

2、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于在Al₂O₃、SiC、Si或者GaAs衬底上，生长作为模板的GaN外延层是采用氢化物气相外延、金属有机化学气相沉积或分子束外延方法中的任意一种。

3、按权利要求1或2所述的利用均匀纳米粒子点阵掩膜提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于作为模板的GaN外延层的厚度为1-300微米。

4、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于在GaN模板上金属Al薄膜采用电子束蒸发或溅射方法制备的；金属Al薄膜的厚度为50nm-1μm。

5、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于金属Al薄膜氧化为网状多孔阳极氧化铝是先置于0.3mol/L的草酸溶液或质量百分浓度为15％硫酸溶液中15分钟进行阳极氧化，然后再放入质量百分浓度为5％的磷酸溶液中浸泡40分钟。

6、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于所述的形成点阵结构介质层的尺度为5-100nm量级。

7、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于纳米粒子点阵作掩模，氢化物横向外延生长的方法是采用氢化物气相外延、金属有机化学气相沉积和分子束外延方法中的任意一种。

8、按权利要求1所述的利用均匀纳米粒子点阵掩模提高厚膜GaN质量的方法，其特征在于所制备的GaN厚膜是由衬底、衬底上的GaN外延层、GaN外延层上的均匀分布的纳米量级的点阵结构以及横向外延生长的GaN厚膜组成；所形成点阵结构的介质层为SiO₂、SiO或Si_xN_y。