[发明专利]一种氮化物纳米线的制作方法

权利要求书

1.一种氮化物纳米线的制作方法，包括以下工艺步骤：

（1）在衬底上外延生长氮化镓缓冲层；

（2）将缓冲层蚀刻成具有间隙的均匀分布的纳米尺度的柱状缓冲层，高度为10~900nm；

（3）在柱状缓冲层及间隙上沉积氮化硅掩膜层，厚度为10~500 nm；

（4）将激光束聚焦在柱状缓冲层，使氮化镓分解成金属镓纳米点，生成的氮气将柱状缓冲层上方的掩膜层冲破，形成金属镓纳米点的自催化的催化剂模板；

（5）使用金属镓纳米点作为自催化生长的催化剂，通入III族源和V族源反应，采用金属有机化学气相沉积或分子束沉积化学气相生长方法，外延生长均匀排列的氮化镓纳米柱阵列；

（6）采用高温氮化方法，使纳米柱阵列顶端的金属镓纳米点反应生成氮化镓。

2.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述衬底为硅、蓝宝石、碳化硅或玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）采用金属有机化学气相沉积或磁控溅射法外延生长氮化镓缓冲层。

4.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）纳米尺度的柱状缓冲层采用纳米压印技术或纳米尺寸的光罩技术来制作纳米尺寸的光阻层，然后蚀刻成纳米尺度的柱状缓冲层。

5.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述柱状缓冲层的宽度为10~900nm。

6.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述柱状缓冲层的的间隙为10~900nm。

7.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）氮化硅掩膜层的生长方法为磁控溅射或蒸镀气相沉积方法。

8.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）激光波长为100~350nm，激光聚焦在氮化镓柱状缓冲层，使其分解为金属镓和氮气，氮气冲出氮化硅掩膜层形成金属镓纳米点催化剂模板。

9.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（5）氮化镓自催化生长的III族源为三甲基镓、三乙基镓、三甲基铝或三甲基铟，采用氨气作为V族源。

10.根据权利要求1所述的一种氮化物纳米线的制作方法，其特征在于：所述步骤（6）金属镓纳米点的氮化处理在温度为1000~1200度，通入氨气与金属镓反应，载气选择氮气或氢气。