[发明专利]一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT及其制备方法

权利要求书

1.一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT，其特征在于：包括衬底、刻蚀在衬底正面的多个等间距排列的凹槽和呈长条状的漏极和源极，各所述凹槽的侧壁上生长有纳米线形成纳米线阵列，所述衬底上设有掩膜层，所述漏极和源极分别设于纳米线阵列的两端并与各纳米线垂直连接，所述衬底背面制备有栅介质层，所述栅介质层下方形成有栅极；

各所述凹槽内的纳米线之间填充有绝缘介质材料，形成绝缘介质层。

2.根据权利要求1所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT，其特征在于：所述凹槽侧壁与纳米线之间设有缓冲层。

3.根据权利要求2所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT，其特征在于：所述纳米线包括在缓冲层上外延生长的核层、生长在核层上的薄层和生长在薄层上的壳层。

4.一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在衬底上刻蚀形成多个等间距排列的凹槽；

B、在各凹槽侧壁上外延生长纳米线，形成纳米线阵列；

C、在各凹槽内两侧的纳米线之间填充绝缘介质材料形成绝缘介质层，并对绝缘介质层进行刻蚀使得各纳米线上端露出；

D、在纳米线阵列的两端分别制备形成与各纳米线垂直连接的漏极和源极；

E、在衬底背面制备形成栅介质层，并在栅介质层下方制备形成栅极。

5.根据权利要求4所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT制备方法，其特征在于：所述步骤A包括：

A1、在衬底正面制备介质材料形成掩膜层；

A2、采用丙酮和异丙醇对掩膜层表面进行清洗并烘干，进而在表面旋涂光阻层；

A3、通过等间距条纹光刻板进行曝光并随后进行显影处理，进而进行除胶处理；

A4、根据预设的刻蚀深度，对除胶后的部分进行湿法刻蚀，形成多个等间距排列的凹槽。

6.根据权利要求4所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT制备方法，其特征在于：所述步骤B包括：

B1、通过金属有机化学气相沉积法在各凹槽侧壁上外延生长缓冲层；

B2、在缓冲层上外延生长核层，并在核层上外延生长薄层，继而在薄层上外延生长壳层，形成纳米线，得到纳米线阵列。

7.根据权利要求4所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT制备方法，其特征在于：所述步骤C包括：

C1、采用丙酮、异丙醇和去离子水对纳米线阵列进行清洗，然后采用氮气吹干并对其进行烘烤去除表面水分子，进而进行氧等离子体处理；

C2、将绝缘介质材料通过旋涂填充至各凹槽内两侧的纳米线之间，然后对其进行烘烤并冷却，进而进行氧等离子体处理；

C3、对绝缘介质层进行刻蚀使得各纳米线上端露出。

8.根据权利要求4所述的一种集成有序GaN基纳米线阵列HEMT制备方法，其特征在于：所述步骤D具体为：

利用蒸镀或溅射的方法在纳米线阵列的两端分别制备形成与各纳米线垂直连接的漏极和源极。