[发明专利]一种氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法

权利要求书

1.一种氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在蓝宝石衬底上依次进行（1）GaN或AlN薄膜层的生长；（2）SiO₂薄膜层的沉积；（3）Ni薄膜层的沉积并进行Ni薄膜层的退火处理，在Ni薄膜层的退火过程中，Ni薄膜自组装形成离散Ni颗粒；（4）SiO₂薄膜层的刻蚀：以步骤（3）自组装形成的Ni颗粒为掩膜，刻蚀SiO₂薄膜层，直至刻蚀面抵达GaN或AlN薄膜层；（5）Ni颗粒的腐蚀：腐蚀去除Ni颗粒后，GaN或AlN薄膜层上留下SiO₂纳米柱；（6）GaN或AlN薄膜层的继续生长：GaN或AlN薄膜层继续外延生长且GaN或AlN薄膜层继续生长后的高度不高于SiO₂纳米柱的高度；（7）SiO₂纳米柱的腐蚀：腐蚀除去SiO₂纳米柱，即得GaN或AlN纳米孔。

2.根据权利要求1所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述GaN或AlN薄膜层的生长包括以下步骤：首先在蓝宝石衬底上生长GaN或AlN缓冲层并进行GaN或AlN缓冲层的退火处理，然后生长GaN或AlN外延层，由此GaN或AlN缓冲层和GaN或AlN外延层共同构成GaN或AlN薄膜层。

3.根据权利要求2所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，所述GaN缓冲层生长的控制条件如下：温度为500~600℃，TMGa流量为60~80μmol/min，NH₃流量为100~120mmol/min；所述AlN缓冲层生长的控制条件如下：温度为700~800℃，TMAl流量为0.8~1.2μmol/min，NH₃流量为100~200mmol/min。

4.根据权利要求2所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，所述GaN缓冲层的退火处理操作如下：在气压为500~600Torr，温度为 1000~1200℃的条件下，退火处理5~10min；所述AlN缓冲层的退火处理操作如下：在气压为20~100Torr，温度为 1100~1250℃的条件下，退火处理5~10min。

5.根据权利要求2所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，所述GaN外延层和步骤（6）GaN薄膜层的继续生长的控制条件均如下：在气压为500~600Torr，温度为1000~1200℃， NH₃流量为200~300mmol/min，TMGa流量为60~80μmol/min；所述AlN外延层和步骤（6）AlN薄膜层的继续生长的控制条件均如下：在气压为20~100Torr，温度为1100~1250℃的条件下，NH₃流量为100~200mmol/min，TMAl流量为4~10μmol/min。

6.根据权利要求1所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述GaN或AlN薄膜层继续生长后，在温度为 1000~1200℃的条件下，退火处理5~10min。

7.根据权利要求1所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述Ni薄膜层的退火处理是在氮气气氛下于900℃~1000℃退火处理2~3min。

8.根据权利要求1所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述Ni颗粒的腐蚀采用质量分数为3.0%~5.0%的盐酸进行。

9.根据权利要求1所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法，其特征在于，步骤（7）中，所述SiO₂纳米柱的腐蚀采用质量分数为30~50%的氢氟酸进行。

10.采用权利要求1至9任一项所述的氮化镓或氮化铝纳米孔的制备方法制备得到的氮化镓或氮化铝纳米孔。