[发明专利]一种生长在LiGaO2衬底上的非极性GaN纳米柱及其制备方法

摘要

本发明公开了一种生长在LiGaO2衬底上的非极性GaN纳米柱及其制备方法，该纳米柱包括生长在LiGaO2衬底上的非极性GaN纳米柱模板层，沉积在局部非极性GaN模板层上的SixNy保护层，生长在局部非极性GaN模板层上的非极性GaN纳米柱。本发明具有生长工艺简单，结晶质量好等优点。

主权项

1.一种生长在LiGaO2衬底上的非极性GaN纳米柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）非极性GaN模板层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将LiGaO2衬底保持在450~550℃，在反应室的压力为1.0~6.0×10‑3Torr、激光能量为200~300 mJ、激光频率为10~30 Hz、生长速度为50~300 nm/h条件下生长非极性GaN模板层；（2）非极性GaN模板层的掩膜版制作：采用纳米压印及光刻显影工艺，在步骤（1）得到的非极性GaN模板层上制作具有纳米级周期性图案的掩膜版；（3）非极性GaN模板层的图案制作：采用等离子体刻蚀工艺对非极性GaN模板层进行刻蚀，将掩膜版上的图案转移至非极性GaN模板层，在非极性GaN模板层上制作非极性GaN纳米柱模板；（4）SixNy保护层的沉积：采用气相沉积工艺在步骤（3）得到的非极性GaN模板层上沉积SixNy保护层，其中x=1‑3、y=1‑4，沉积温度为300~500 ℃，沉积气氛为N2；（5）采用丙酮浸泡，以去除非极性GaN模板层上的掩膜版及掩膜版上的SixNy保护层，以露出未被SixNy覆盖的非极性GaN纳米柱模板，为后续非极性GaN纳米柱的生长提供生长模板；（6）非极性GaN纳米柱外延生长：采用金属有机化合物气相沉积工艺在步骤（5）得到的非极性GaN纳米柱模板上生长非极性GaN纳米柱，生长温度为1000~1200 ℃，转速为800~1500 rpm/min，气压为30~100 Torr，V/III为200~1000。