[发明专利]一种氮化镓纳米孔洞的制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，本发明制备的氮化镓纳米孔洞结构有助于释放氮化镓外延生长过程中产生的应力，进而提升半导体的光电属性，尤其是氮化镓基LED的发光效率；同时氮化镓纳米孔洞结构可作为氮化镓复合图形衬底，应用于在氮化镓MOCVD的二次外延上，大幅提升氮化镓材料的晶体质量。本发明制备氮化镓纳米孔洞结构的方法，制备过程简单，制造成本低、制备产品的成功率高、制备产品的效果好，重复率高，易于进行规模化生产。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮化镓纳米孔洞的制备方法。

背景技术

氮化镓纳米结构在半导体光电领域有着很好的应用价值，尤其在实现高性能LED方面有非常重要的作用。目前，主流的制备氮化镓纳米孔洞是通过纳米压印技术来实现的。其中，纳米压印技术是利用传统模具复型原理来实现图形的复制和转移，并利用反应离子刻蚀、等离子耦合刻蚀等干法刻蚀制备出氮化镓纳米孔洞结构。上述氮化镓纳米孔洞结构的制备方法操作相对简单。

但是，上述氮化镓纳米孔洞结构的制备方法存在以下缺陷：在制备的过程中，压印模具需要和氮化镓材料直接接触，极易造成对样品的物理损伤，大幅降低发光器件的效率；制备纳米压印模板的难度较大，且成本较高，实现大规模量产并运用在工业领域中都非常困难。因此，亟待研发一种新的氮化镓纳米孔洞结构的制备方法。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种氮化镓纳米孔洞的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

（1）首先在衬底上镀一层氮化铝层，然后在氮化铝层上外延一层氮化镓层，之后在氮化镓层上镀一层二氧化硅层；

（2）在二氧化硅层上蒸镀金层，然后在金层上蒸镀一层镍金属层，将镍金属层一定温度下退火处理0.5-3分钟，形成镍金属岛结构；

（3）在镍金属层上蒸镀铂金金属层，使得镍金属岛结构的高度大于铂金金属层的厚度，形成氮化镓晶体结构；

（4）将氮化镓晶体结构浸泡在王水中2-5分钟，使得镍金属岛结构溶解于王水中，氮化镓晶体结构形成裸露金层的纳米孔洞；

（5）采用一定的工艺刻蚀氮化镓晶体结构的纳米孔洞的金层、二氧化硅层及氮化镓层，即得氮化镓纳米孔洞结构。

所述的一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的衬底为宝石蓝衬底。

所述的一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的一定温度下是指800-900℃的温度。

所述的一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的铂金金属层的厚度为8-10纳米。

所述的一种氮化镓纳米孔洞的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的采用一定的工艺刻蚀具体是指：以铂金金属层作为掩膜，利用反应离子刻蚀二氧化硅层；以二氧化硅层作为掩膜，利用离子束辅助自由基刻蚀氮化镓层。

本发明的优点是：本发明制备的氮化镓纳米孔洞结构有助于释放氮化镓外延生长过程中产生的应力，进而提升半导体的光电属性，尤其是氮化镓基LED的发光效率；同时氮化镓纳米孔洞结构可作为氮化镓复合图形衬底，应用于在氮化镓MOCVD的二次外延上，大幅提升氮化镓材料的晶体质量。本发明制备氮化镓纳米孔洞结构的方法，制备过程简单，制造成本低、制备产品的成功率高、制备产品的效果好，重复率高，易于进行规模化生产。

附图说明

图1为本发明的氮化镓晶体结构示意图。

图2为本发明的氮化镓纳米孔洞结构的制备方法流程图。