[发明专利]HVPE方法生长GaN膜中使用的多孔材料衬底及方法

权利要求书

1.一种HVPE方法生长GaN膜中使用的多孔材料衬底的制备方法，其 特征在于制作步骤是：

(1)以Si为衬底，先在其上生长一层GaN外延层作为模板；

(2)在GaN外延层的模板上，沉积一层金属Al薄膜，Al薄膜厚度为 50nm-1μm；

(3)将模板置于草酸或硫酸溶液中采用电化学的方法把Al氧化为均匀的 多孔阳极氧化铝；

(4)将模板放入磷酸或磷酸与铬酸的混合溶液中浸泡以去除小孔底部与下 层GaN接触的那部分氧化铝并形成规则的网状多孔阳极氧化铝掩膜；

(5)采用诱导耦合等离子体刻蚀干法刻蚀技术，刻蚀得到多孔GaN材料， 使纳米孔延伸到Si衬底内部，使孔的底部露出Si衬底表面；

(6)采用腐蚀的方法，实现对Si的腐蚀并获得复合纳米多孔结构；

(7)通过表面处理，使得Si的表面覆盖SiN或者SiO₂层，以满足后续的 外延生长需求。

2.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于在Si衬底上，生长作为 模板的GaN外延层采用HVPE、金属有机化学气相沉积或分子束外延方法中 的任意一种，生长的GaN外延层厚度为0.1-100微米。

3.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于在GaN外延层上金属Al 薄膜沉积采用电子束蒸发或溅射方法制备的。

4.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于金属Al薄膜转变为均匀 的多孔阳极氧化铝是采用电化学的方法实施的，所述的电化学方法是将Al 薄膜置于0.3mol/L浓度的草酸溶液或质量百分浓度为15％的硫酸溶液中。

5.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于去除小孔底部与下层GaN 接触的那部分氧化铝并形成规则的网状多孔阳极氧化铝掩膜采用的溶液为磷 酸溶液或磷酸与铬酸的混合溶液，其中磷酸溶液的质量百分浓度为5％，磷 酸与铬酸的混合溶液中磷酸的质量百分浓度为6％，铬酸的质量百分浓度为 1.8％。

6.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤6采用电化学的方法， 实现对Si的腐蚀并获得复合纳米多孔结构。

7.按权利要求1-5中任一项所述的多孔材料衬底的制备方法获得的 HVPE方法生长的GaN膜中使用的多孔材料衬底，其特征在于所述的多孔材 料衬底为硅衬底上形成的SiN或SiO₂硅基复合纳米多孔结构。

8.权利要求7述的多孔材料衬底，其特征在于所述的多孔材料衬底是通 过加工Si衬底上生长的GaN外延层获得的。

9.按权利要求7述的多孔材料衬底，其特征在于硅基复合多孔结构是以 多孔阳极氧化铝为掩膜，用诱导耦合等离子体刻蚀的方法制成多孔状结构。