[发明专利]一种GaN基量子点的外延生长方法

权利要求书

1.一种GaN基量子点的外延生长方法，在衬底材料上依次外延生长缓冲层及体材料，其特征在于，在所述体材料的表面引入位错和/或原子滑移面，然后在所述位错和/或原子滑移面的露头处外延生长GaN基量子点。

2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述GaN基量子点的横向尺寸为1～200nm，纵向尺寸为1～100nm，密度为10⁶～10¹³cm^-2；优选横向尺寸为5～200nm，纵向尺寸为2～50nm，密度为10⁸～10¹⁰cm^-2。

3.根据权利要求2所述的生长方法，其特征在于，所述GaN基量子点为纤锌矿型量子点或闪锌矿型量子点。

4.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述外延生长方法为金属有机物化学气相沉积法，生长温度为400～1000℃，反应室压强为1～1000mbar，优选生长温度为500～800℃，反应室压强为10～100mbar。

5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，所述外延生长方法采用交替通断源法或中断生长法；所述交替通断源法为通入金属有机源1～5秒，再通入氮源5～15秒，反复20～80周期；所述中断生长法为通入金属有机源和氮源1～3分钟，中断10～100秒，然后再通入金属有机源和氮源1～3分钟。

6.根据权利要求4或5所述的生长方法，其特征在于，所述金属有机源为三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、三乙基镓，所述氮源为氨气，所述金属有机源的载气为氢气和氮气的混合气体。

7.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述位错和/或原子滑移面的引入方法为：在所述体材料表面沉积光刻胶掩模，再通过光刻或电子束曝光使体材料表面形成一个或多个面积为0.1～5μm²的无掩膜区域，然后在所述无掩膜区域进行刻蚀引入位错和/或原子滑移面。

8.根据权利要求7所述的生长方法，其特征在于，所述刻蚀为感应耦合等离子体干法刻蚀。

9.根据权利要求7或8所述的生长方法，其特征在于，所述位错为螺位错、刃位错、混合位错中的一种或多种；所述原子滑移面的滑移方向平行于衬底表面的方向。

10.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述衬底材料为蓝宝石、SiC、InGaAlN、Si、GaAs或ZnO；所述缓冲层为GaN或AlN，厚度为50～200nm；所述体材料为GaN或AlN，厚度为1～5μm。