[发明专利]一种纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法

权利要求书

1.一种纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在导电衬底表面预通入一层金属源反应物，用以在导电衬底表面形成金属层；

（2）对金属层实施退火形成金属岛状颗粒；

（3）通入III族和V族反应物，利用步骤（2）形成的金属岛状颗粒作为纳米柱生长催化剂，外延生长半导体纳米柱阵列，且沿金属岛纵向生长速率大于横向生长速率；

（4）提高温度，并增加V/III比，使半导体纳米柱侧向生长加快，并在源物质中掺入N型杂质，形成表面为N型的半导体纳米柱阵列；

（5）在纳米柱表面以及纳米柱之间的导电衬底暴露表面上沉积一层绝缘层，并使用刻蚀液刻蚀纳米柱侧壁上的绝缘层；

（6）在纳米柱表面外延生长量子阱层和P型层，形成纳米柱阵列器件；

（7）在纳米柱阵列之间填充导电物质，形成电极层；

（8）在电极层中制作P型电极，导电衬底上制作N型电极。

2.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：步骤（1）中预通入的金属源反应物的金属选自于Ga、In、Al中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：导电衬底的材料选自于硅、碳化硅、铜、镍、铬中的一种。

4.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：步骤（2）中的金属岛状颗粒均匀分布在衬底表面。

5.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：外延生长设备可以采用金属有机化学气相沉积设备、分子束外延设备、以及氢化物气相外延设备其中的一种。

6.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：步骤（2）中的金属岛状颗粒的密度范围是1.0×10⁶cm^-2～3.0×10⁷cm^-2。

7.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：步骤（3）中的半导体纳米柱阵列的直径500～800nm，高度800～2000nm。

8.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：步骤（5）中的绝缘层材料选自于氧化硅和氮化硅中的一种。

9.根据权利要求1所述的纳米柱阵列化合物半导体器件的自组装制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中的P型层的掺杂剂选自Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的至少一种，所述步骤（5）中的N型掺杂剂选自C、Si、Ge、Sn、Pb、O、S、Se、Te、Po和Be中的至少一种。