[發明專利]生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710066655.2
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN107046088B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李國強;余粵鋒;高芳亮;徐珍珠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/22;H01L33/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

1.生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)襯底以及其晶向的選取：采用Si襯底，以(111)面為外延面，晶體外延取向關系為：GaN的(0001)面平行于Si的(111)面；

(2)襯底清洗；

(3)襯底退火處理；

(4)高溫生長GaN納米柱：在900-1100℃，N分壓為2-8sccm，Ga束流量為2-8×10^-8Torr，射頻功率為50-300W的條件下生長GaN納米柱，生長時間為0.5-1.5小時，生長速率為20-1000nm/h；

(5)低溫下繼續生長GaN納米柱：在650-800℃，N分壓為2-8sccm，Ga束流量為2-8×10^-8torr，射頻功率為50-300W的條件下生長GaN納米柱，生長時間為1.5-2.5小時，生長速率為20-1000nm/h。

2.根據權利要求1所述的生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述襯底清洗，具體為：

用體積比為1:10的HF與去離子水混合液對襯底進行標準超聲清洗1-2分鐘,然后用去離子水反復沖洗1-2分鐘，最后用高純干燥氮氣吹干。

3.根據權利要求1所述的生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述襯底退火處理，具體為：

將Si襯底傳輸至生長室內，在1000-1100℃下退火處理0.5～1小時，去除襯底表面殘留的氧化物。

4.根據權利要求1所述的生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的制備方法，其特征在于，步驟(4)得到的GaN納米柱高度為50-150nm、直徑為40-50nm。

5.根據權利要求1所述的生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的制備方法，其特征在于，步驟(5)得到的GaN納米柱高度為350-500nm，直徑為40-50nm。

6.權利要求1～5任一項所述的制備方法得到的生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱。

7.權利要求6所述生長在Si(111)襯底上的GaN納米柱的應用，其特征在于，用于制備半導體激光器、發光二極管及太陽能電池。