[发明专利]一种用于生长厚膜GaN材料的图形化模板的制备方法

权利要求书

1.一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，包括：

(1)选择表面生长了GaN外延层的Si衬底作为模板；

(2)在步骤(1)中所述的模板上，沉积一层SiO₂或SiN_x介质薄层；

(3)在上述SiO₂或SiN_x介质薄层上通过光刻、沉积金属和剥离的方法获得图形化的金属薄层；

(4)采用干法刻蚀技术对上述步骤(3)的结构进行刻蚀，刻蚀一直深入到Si衬底，得到图形化的金属层/介质层/GaN/Si衬底结构；

(5)去除金属层/介质层/GaN/Si衬底结构上残留的金属；

(6)通过氧化或氮化处理，使得步骤(4)中露出的Si的表面覆盖SiO₂或SiN_x层，即得图形化的介质层/GaN/Si衬底模板。

2.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)在Si衬底上，采用氢化物气相外延生长、金属有机化学气相沉积或分子束外延方法生长作为模板的GaN外延层，生长的GaN外延层厚度为0.1-50μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)在GaN外延层和Si衬底之间含有AlGaN、AlN成核层或者插入层结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)在GaN外延层上沉积的SiO₂或SiN_x介质薄膜的厚度为10nm-10μm。

5.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的干法刻蚀技术为反应离子刻蚀和诱导藕合等离子体刻蚀。

6.根据权利要求1或5所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的干法刻蚀技术为诱导藕合等离子体方法刻蚀掉GaN，然后再用反应离子刻蚀方法刻蚀衬底Si，而SiO2或SiNx介质的刻蚀采用干法刻蚀或者碱性溶液去除。

7.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)使用酸或碱溶液去除金属层/介质层/GaN/Si衬底结构中的金属。

8.根据权利要求1所述的一种用于生长GaN材料的图形化模板的制备方法，其特征在于：该方法适用于生长厚膜GaN材料。