[发明专利]一种基于GaN十二面锥的多波长InGaN/GaN多量子阱结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构，其特征在于，通过热H₄PO₃腐蚀N面自支撑GaN衬底材料，形成微纳米GaN十二面锥结构；采用H₄PO₃溶液加热腐蚀，腐蚀得到微纳米GaN十二面锥体，利用金属有机化学气相外延技术在GaN十二面锥模板上生长InGaN/GaN多量子阱层。

2.如权利要求1所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构，其特征在于，微纳米GaN十二面锥体是由十二个三角形面组成的十二面锥，纤锌矿结构的空间群为，存在六角旋转对称和镜面对称，十二锥面反映了纤锌矿结构的对称性，十二面锥的结构是由六个面和它们的镜面对称面组成，属于两组不同的六方晶面，测得侧面与底面的夹角约为51°~52°，和 面与底面夹角分别为51.4°和52.5°，锥体由和两组晶面组成，这两组晶面在几何结构上是一组六方晶面和它们的镜面对称面。

3.如权利要求1所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构，其特征在于， InGaN/GaN多量子阱层的InGaN阱层厚度为4nm～6nm，GaN垒层厚度为10nm～15nm，周期为10～20。

4.一种如权利要求1-3任一所述的基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、GaN样品清洗衬底；

S2、热H₃PO₄腐蚀衬底；

S3、KOH溶液清洗去除GaN样品上残留的磷酸；

S4、王水去除GaN样品表面的化学污染；

S5、在所述步骤S4中GaN十二面锥上生长InGaN/GaN多量子阱层；

S6、在所述步骤S5多量子阱层上在量子阱表面生长一层GaN保护层。

5.如权利要求4所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，GaN样品在丙酮、酒精、去离子水里超声清洗吹干。

6.如权利要求4所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述热H₃PO₄腐蚀衬底的方法为：将GaN样品放入H₄PO₃溶液加热腐蚀，H₃PO₄:H₂O的体积比为1:32，1:16，1:8和无水纯 H₃PO₄，H₄PO₃溶液加热腐蚀温度范围为100℃～225℃，腐蚀时间为5 min～40 min。

7.如权利要求4所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中， KOH溶液清洗去除样品上残留的磷酸的方法为：腐蚀后的样品放入室温0.5-1MKOH溶液清洗去除残留的磷酸，时间为10～30 min。

8.如权利要求4所述的一种基于GaN十二面锥的多波长 InGaN/GaN多量子阱结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，王水去除表面的化学污染的方法为：将样品放入王水中10～20 min，然后在去离子水里超声清洗吹干。