[发明专利]生长半极性GaN厚膜的方法

权利要求书

1.一种生长半极性GaN厚膜的方法，其特征在于，包括：

步骤A：在衬底上外延半极性GaN模板层；

步骤B，在所述GaN模板层上制备纳米级网状结构的TiN掩膜层；

步骤C，在所述TiN掩膜层上制备自组装纳米球阵列掩膜层；以及

步骤D，在依次沉积半极性GaN模板层、TiN掩膜层和自组装纳米球阵列掩膜层的衬底上继续外延生长半极性GaN厚膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述自组装纳米球阵列掩膜层中，纳米球的材料为SiO₂，直径为400～600nm，间距在50～200nm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

子步骤C1，将SiO₂纳米球胶体分散在水中，在空气与水的界面形成紧密的自组装紧密排列的SiO₂纳米球薄膜；

子步骤C2，将制备TiN掩膜层后的衬底浸入水面之下，然后抬起，使所述SiO₂纳米球薄膜中的纳米球转移到所述TiN掩膜层表面；

子步骤C3，将表面转移由纳米球的衬底采用感应耦合等离子体方法进行刻蚀，形成自组装纳米球阵列掩膜层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述子步骤C3中，通过刻蚀时间控制纳米球球的大小和间距。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述TiN掩膜层的厚度介于2nm～20nm之间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，采用磁控溅射沉积法，或者沉积金属Ti后在NH₃气氛下退火的方法，而制备TiN掩膜层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述半极性GaN模板层的厚度介于2μm～15μm之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，采用HVPE方法或者MOCVD方法在衬底上外延半极性GaN模板层；

所述步骤D中，采用HVPE方法或者MOCVD方法在依次沉积半极性GaN模板层、TiN掩膜层和自组装纳米球阵列掩膜层的衬底上继续外延生长半极性GaN厚膜。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤D中外延生长半极性GaN厚膜的厚度在20μm以上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的衬底为m面蓝宝石。