[发明专利]一种横向有序GaN微米线阵列及其制备方法有效
| 申请号： | 201910249708.3 | 申请日： | 2019-03-29 |
| 公开（公告）号： | CN109979803B | 公开（公告）日： | 2021-10-26 |
| 发明（设计）人： | 宋伟东;孙一鸣;李述体;罗幸君;张业龙;陈钊;高妍;郭月;王波;张弛;陈浩;曾庆光 | 申请（专利权）人： | 五邑大学 |
| 主分类号： | H01L21/02 | 分类号： | H01L21/02;C23C16/30;C23C16/513;C30B23/02;C30B29/40;C30B29/64;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 | 代理人： | 谭晓欣 |
| 地址： | 529000 广*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 横向 有序 gan 微米 阵列 及其 制备 方法 | ||
1.一种横向有序GaN微米线阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)在衬底(1)上形成掩膜层(2)；
(B)在掩膜层(2)上刻蚀形成图案，将图案刻蚀形成凹槽；
(C)在凹槽内生长出横向有序GaN微米线阵列；
光刻过程为：
(i)将具有掩膜层(2)的衬底(1)用匀胶机进行匀胶，然后在80-120℃烘10-20min；
(ii)置于紫外曝光机进行曝光，曝光参数为：紫外光功率5-15mW、曝光时间为10-20s；
(iii)置于显影液中浸泡，显影1-5min；取出后于90-110℃进行坚膜10-20min；
(iv)接着浸入BOE溶液中1-5min，取出并清洗3-10min，去除光刻胶；
其中，采用外延生长工艺，在倒梯形凹槽两侧壁生长出GaN微米线(4)的下部(3)，其中三甲基镓、三甲基铝和氨气分别作为镓源、铝源和氮源，氮气作为载气；生长GaN微米线(4)的下部(3)的过程：(a)在800-850℃下在衬底(1)上沉积30-80nm的AlN插入层；(b)随后在300-500mbar的压力、1000-1050℃的温度下生长GaN微米线阵列，三甲基镓和氨气的流量分别为40-80sccm和2000-3500sccm；
接着，生长GaN微米线(4)的上部的过程：降低反应室压强至常压，三甲基镓和氨气流量分别调节至20-30sccm和4000-6000sccm，升高反应室温度至1080-1150℃，GaN微米线(4)的上部生长在GaN微米线(4)的下部(3)上并结合在一起；
步骤(B)中在掩膜层(2)上光刻形成图案，将图案通过湿法刻蚀形成凹槽；
所述图案为条形图案，所述凹槽的截面呈倒梯形；
其中衬底(1)和GaN微米线阵列，GaN微米线(4)的轴向与衬底(1)所处的平面的夹角不超过5°；
单根GaN微米线(4)的上部的截面呈三角形，GaN微米线(4)的下部(3)的截面呈两个三角形，单根GaN微米线(4)的上部和下部结合在一起或者生长在一起，单根GaN微米线的上部的截面三角形的底边边长等于GaN微米线的下部截面的两个三角形与其上部接触的边长之和；
所述条形图案的宽为1-20μm，长度为10-30000μm；
条形图案之间的间距为1-20μm；
所述衬底(1)为n型(100)或者p型(100)硅衬底，电阻率为5-1000Ω·cm，厚度为300-430μm；所述掩膜层(2)为氧化硅掩膜层，厚度为100-300nm。
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