[发明专利]氮化物底层及其制备方法

权利要求书

1.氮化物底层的制备方法，包括步骤：

（1）提供一图形衬底，具有不同生长速率的晶面，图形为分布在表面上的一系列凸起部；

（2）对所述衬底进行预处理；

（3）在所述衬底图形上生长氮化物成核层；

（4）采用三维生长条件，在所述氮化物成核层上形成第一氮化物层，其在所述衬底的凸起部的顶部上形成纳米柱，所述纳米柱呈周期性分布；

（5）采用二维生长条件，在所述第一氮化镓层上继续生长第二氮化物层，在所述纳米柱上方合拢成一无裂缝平面，从而在氮化物底层形成嵌入式纳米柱结构。

2.根据权利要求1所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中提供的图形衬底的上表面具有平面区和凸起，所述凸起的顶部面积小于底部面积。

3.根据权利要求2所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述成核层在平面区的横向生长速率大于其在所述凸起顶部的横向生长速率。

4.根据权利要求2所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）形成的成核层，在三维生长条件下，位于所述平面区的成核层利于氮化物外延层生长，位于所述凸起顶部的成核层利于纳米柱生长，其中纳米柱的生长速率低于氮化物外延层的生长速率。

5.根据权利要求1所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用氢气、氮气或其组合对所述衬底进行预处理。

6.根据权利要求1所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中经预处理后，所述衬底上表面的晶面具有不同的微观极性与悬挂键。

7.根据权利要求1所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用准二维生长条件生长成核层，所述准二维生长条件是指横、纵向生长速率之比介于二维生长和三维生长条件之间。

8.根据权利要求1所述的氮化物底层的制备方法，其特征在于：通过控制所述第一氮化物层和第二氮化物层的厚度调节所述纳米柱结构的尺寸。

9.氮化物底层，包括：

图形衬底，具有不同生长速率的晶面，图形为分布在表面上的一系列凸起部；

氮化物成核层，形成于所述图形衬底之上；

三维生长的第一氮化物层，形成于氮化物成核层之上，其在所述衬底的凸起部的顶部上形成纳米柱；

二维生长的第二氮化物层，形成于所述第一氮化物层之上，并在纳米柱上方合拢成一无裂缝平面，从而在氮化物底层形成嵌入式纳米柱结构，所述纳米柱呈周期性分布。

10.根据权利要求9所述的氮化物底层，其特征在于：其特征在于：所述图形衬底的上表面具有平面区和凸起，凸起的顶部面积小于底部面积。

11.根据权利要求10所述的氮化物底层，其特征在于：所述纳米柱位于所有衬底的凸起部之上。

12.根据权利要求9所述的氮化物底层，其特征在于：所述衬底包括一系列凸起部，顶部为锥体形状，其顶部晶面与非凸起部区域的晶面夹角小于5°。

13.根据权利要求9所述的氮化物底层，其特征在于：所述图形衬底的上表面具有凸起或凹陷的图案，图案的高度大于或等于0.5μm，间隙大于0.01μm。

14.根据权利要求9所述的氮化物底层，其特征在于：所述纳米柱的直径为10~100nm。

15.根据权利要求9所述的氮化物底层，其特征在于：所述纳米柱高度为0.1~1.5μm。