一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)和納米【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法是在生長(zhǎng)襯底和初始緩沖層之間引入與襯底晶格不匹配的阻擋層，用于阻擋缺陷由襯底向氮化鎵納米線陣列晶體內(nèi)部擴(kuò)散，然后利用自組裝技術(shù)和同質(zhì)外延生長(zhǎng)技術(shù)在緩沖層表面形成氮化鎵緩沖層和實(shí)現(xiàn)同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列；本發(fā)明能夠顯著抑制缺陷從襯底向其表面晶體內(nèi)部傳播，從而保證氮化鎵半導(dǎo)體材料具有較強(qiáng)本征帶隙發(fā)光及非常弱的缺陷發(fā)光，達(dá)到半導(dǎo)體器件對(duì)材料晶體缺陷密度的要求。
【專利說明】一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)和納米【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種半導(dǎo)體納米材料的晶體缺陷密度控制方法，特別是涉及一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，氮化鎵由于具有高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)、高電子遷移率、高抗擊穿電壓而在大功率高溫電子器件、藍(lán)光LED、大功率激光二極管、紫外光電探測(cè)器等光電子器件領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為半導(dǎo)體材料與器件領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)材料。隨著電子集成電路器件小型化的發(fā)展趨勢(shì)和納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，一維納米尺度氮化鎵材料由于具有獨(dú)特的性能也受到更加廣泛的關(guān)注，其相關(guān)生長(zhǎng)和器件制備已經(jīng)引起研究人員的濃厚興趣。
[0003]作為GaN基光電器件的核心，GaN材料的晶體質(zhì)量是決定器件性能的最重要因素。生長(zhǎng)GaN晶體材料(不管是單晶薄膜還是納米材料)多采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、氫化物氣相外延、分子束外延等方法，選擇的襯底多為S1、藍(lán)寶石、SiC襯底。但是襯底和GaN材料之間多存在晶格失配，導(dǎo)致外延生長(zhǎng)時(shí)位錯(cuò)等晶體缺陷由襯底材料向GaN晶體內(nèi)部傳播，降低晶體質(zhì)量。為了進(jìn)一步降低GaN晶體的缺陷密度，研究人員已經(jīng)開發(fā)多種提高GaN外延材料晶體質(zhì)量的方法，如低溫緩沖層、側(cè)向外延生長(zhǎng)技術(shù)、掩膜技術(shù)等。
[0004]以上技術(shù)基本都是采用緩沖層或緩沖層組合的方法來降低GaN晶體內(nèi)部缺陷密度或者部分地阻止缺陷由襯底向GaN晶體內(nèi)部傳播，不能夠完全阻止襯底中的缺陷由于外延生長(zhǎng)而向晶體內(nèi)部傳播，不能夠從根源上解決GaN晶體內(nèi)部缺陷密度過高的問題。如果能夠在GaN和襯底之間插入一層阻擋層材料，再輔以緩沖層材料，利用納米材料自組裝生長(zhǎng)技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)同質(zhì)外延生長(zhǎng)，有效降低GaN晶體內(nèi)部的缺陷密度，改善GaN晶體質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，該方法能夠顯著抑制缺陷從襯底向其表面晶體內(nèi)部傳播，從而保證氮化鎵半導(dǎo)體材料具有較強(qiáng)本征帶隙發(fā)光及非常弱的缺陷發(fā)光，達(dá)到半導(dǎo)體器件對(duì)材料晶體缺陷密度的要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0007]—種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，該方法是在生長(zhǎng)襯底和初始緩沖層之間引入與襯底晶格不匹配的阻擋層，用于阻擋缺陷由襯底向氮化鎵納米線陣列晶體內(nèi)部擴(kuò)散，然后利用自組裝技術(shù)在初始緩沖層表面形成氮化鎵緩沖層和實(shí)現(xiàn)同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列；具體包括如下步驟:
[0008]( I)在生長(zhǎng)襯底上沉積阻擋層；
[0009]所述襯底在低于1200°C條件下不與氨氣發(fā)生反應(yīng)，熔點(diǎn)在1200°C以上；所述襯底
可以為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鎂、氮化硅、氮化鋁、金屬單質(zhì)或合金。[0010]所述阻擋層材料為與襯底材料具有不同晶體結(jié)構(gòu)或具有相同晶體結(jié)構(gòu)但晶格失配度大于20%的晶體；所述阻擋層材料為Au、Ag、T1、V、Cr、Zn、Pt、Sn、Nb、Mo或SiO20
[0011]所述阻擋層厚度5?500nm，所述阻擋層的沉積方法為電子束蒸發(fā)、磁控濺射或原子層沉積方法。
[0012](2)在阻擋層表面沉積初始緩沖層；
[0013]所述初始緩沖層的材料為Al，初始緩沖層厚度5--500nm ;初始緩沖層通過電子束蒸發(fā)、磁控濺射或原子層沉積方法沉積。
[0014](3)在初始緩沖層表面生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層，并同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列；通過化學(xué)氣相沉積法、MOCVD, HVPE或MBE方法實(shí)現(xiàn)。
[0015]所述化學(xué)氣相沉積法是在三氧化二鋁坩堝內(nèi)裝入坩堝體積1/3?2/3的高純?nèi)趸壏勰?，然后將?jīng)步驟(2)沉積有阻擋層和初始緩沖層的襯底置于粉末下游處，通入高純氬氣，在溫度升高到600°C前通入氨氣，同時(shí)關(guān)閉氬氣；然后以5-30°C /min的升溫速率將溫度升高到1000-1200°C保溫10?lOOOmin，關(guān)閉氨氣，同時(shí)開啟氬氣保護(hù)至溫度降到室溫。其中:高純IS氣流量10-500ml/min,氨氣流量10-500ml/min。
[0016]采用MOCVD、HVPE或MBE方法時(shí)，鎵源為三甲基鎵或金屬鎵，N源為氨氣或氮?dú)狻?br> [0017]采用上述方法生長(zhǎng)的GaN納米線其端部為平面或凸面狀，端部沒有催化劑粒子，GaN納米線長(zhǎng)度5?50 μ m,直徑2(T500nm，具有蜿蜒曲折形狀。
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019]1、本發(fā)明在生長(zhǎng)襯底和緩沖層之間引入與襯底晶格不相匹配的阻擋層，能夠明顯阻礙缺陷由襯底向緩沖層傳播，顯著降低了缺陷向晶體內(nèi)部滲透的幾率，提高其晶體質(zhì)量。在阻擋層上方沉積一層緩沖層，又有效解決了 GaN納米線生長(zhǎng)過程中的晶格失配和保證擇優(yōu)取向問題。引入阻擋層，可以突破傳統(tǒng)外延方法對(duì)單晶襯底選擇的局限性，可以在半導(dǎo)體、陶瓷及金屬等高溫襯底上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量GaN晶體材料的生長(zhǎng)。
[0020]2、本發(fā)明在生長(zhǎng)GaN納米線陣列的工藝中，通過對(duì)工藝條件的控制，使得氨氣首先與初始緩沖層材料(Al)表面反應(yīng)生成氮化物層(氮化鋁緩沖層)，然后氨氣再與Ga源反應(yīng)生成GaN緩沖層，然后同質(zhì)外延生長(zhǎng)GaN納米線陣列。同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列是利用與氮化鎵晶格參數(shù)相近的氮化物層(氮化鋁緩沖層)及后續(xù)通過自組裝生長(zhǎng)技術(shù)形成的氮化鎵層做緩沖層，實(shí)現(xiàn)氮化鎵納米線陣列的同質(zhì)外延生長(zhǎng)，獲得具有較強(qiáng)本征帶隙發(fā)光的GaN納米線陣列材料。
[0021]3、本發(fā)明氮化鎵納米線陣列的生長(zhǎng)方法中，MBE和MOCVD造價(jià)昂貴、工藝較復(fù)雜，襯底表面需要復(fù)雜的光刻過程，適用于實(shí)驗(yàn)室中制備；而采用化學(xué)氣相沉積方法其工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，可以獲得同樣高質(zhì)量GaN納米線陣列，適合于工業(yè)化推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN納米線陣列生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)模型圖。圖中:1_生長(zhǎng)襯底；2-阻擋層；3_初始緩沖層；31_氮化鋁緩沖層；4_氮化鎵緩沖層；5_氮化鎵納米線。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN納米線陣列在20_60度衍射范圍XRD圖譜。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN納米線陣列的掃描電鏡照片。
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN納米線陣列在陰極射線激發(fā)下的發(fā)射光譜(電壓5KV)。
【具體實(shí)施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。對(duì)于這些實(shí)施例的詳細(xì)描述，應(yīng)該理解為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過本發(fā)明來實(shí)踐，并可以通過使用其它實(shí)施例，在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和本發(fā)明范疇的情況下，對(duì)所示實(shí)例進(jìn)行更改和/或改變。此外，雖然在一個(gè)實(shí)施例中公布了本發(fā)明的特定特征，但是這種特定特征可以與其他實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例是在藍(lán)寶石襯底上沉積Au阻擋層和Al初始緩沖層降低GaN納米線陣列晶體缺陷密度并利用化學(xué)氣相沉積法合成GaN納米線陣列。具體如下:
[0029]1、阻擋層的制備:在藍(lán)寶石襯底上通過電子束沉積技術(shù)沉積與藍(lán)寶石襯底晶格不相匹配(晶體結(jié)構(gòu)不同)的Au阻擋層。其中本實(shí)施例中所用藍(lán)寶石為純度> 99.99%、表面晶向C面(0001) ±0.2度、雙面研磨、表面粗糙度(Ra)蘭0.3nm、尺寸為2英寸。將藍(lán)寶石用酒精或丙酮超聲清洗后，用氮?dú)獯蹈煞胖糜陔娮邮兡ぱb置反應(yīng)腔內(nèi)，其中鍍膜表面朝下，離Au蒸發(fā)源的工作距離為25cm。待反應(yīng)腔真空度達(dá)到10_5Pa以后，設(shè)定沉積電壓為5KV，沉積電流為250mA。其中所用的Au阻擋層材料純度為99.99%以上。Au的沉積速率控制在lA/s。在本實(shí)施例中，Au阻擋層材料的厚度為5nm,上下誤差不超過±0.2nm。
[0030]2、緩沖層的制備:在上述已經(jīng)沉積完成的Au阻擋層表面，采用同樣的方法(電子束沉積)沉積一層Al初始緩沖層。同沉積Au阻擋層一樣，鍍膜表面朝下，襯底與Al蒸發(fā)源的工作距離設(shè)定為25cm。待反應(yīng)腔真空度達(dá)到10_5Pa以后，設(shè)定沉積電壓為5KV，沉積電流為200mA。所用的Al阻擋層材料純度為99.99%以上，沉積速率控制在lA/s。具體工藝過程同Au阻擋層相同。本實(shí)施例中，Al初始緩沖層的厚度為5nm，上下誤差不超過±0.2nm。
[0031]3、GaN納米線陣列制備:將裝有高純?nèi)趸壏勰┑娜趸X坩堝放入一水平管式電阻爐石英管中心處，然后將上述獲得的帶有Au阻擋層和Al初始緩沖層的藍(lán)寶石襯底放在三氧化二鋁坩堝下游處，其中坩堝與襯底之間的距離為20cm左右，在1100°C時(shí)的溫差在200°C左右。將石英管與高純Ar連接后，通入流量為200ml/min的氬氣，并在溫度升高到600°C之前通入200ml/min氨氣，同時(shí)關(guān)閉Ar，然后以5_30°C /min的升溫速率將溫度升高到1100°C并保溫30min，然后將氨氣關(guān)閉，同時(shí)開啟氬氣保護(hù)至溫度降到室溫，獲得GaN納米線陣列材料。
[0032]圖1為本實(shí)施例制備的GaN納米線陣列材料的結(jié)構(gòu)模型圖。其中，藍(lán)寶石襯底I上是沉積的Au阻擋層2，Au阻擋層2上為Al初始緩沖層3，在GaN納米線陣列制備的工藝過程中，溫度升高到600°C之前氨氣不參與反應(yīng)，當(dāng)溫度升至660°C左右，氨氣首先與初始緩沖層(Al層)3的表面反應(yīng)生成氮化鋁緩沖層31，然后隨著溫度進(jìn)一步升高，氨氣與鎵源(三氧化二鎵)在與氮化鎵晶格參數(shù)相近的氮化鋁緩沖層31表面反應(yīng)生成GaN緩沖層4，然后通過自組裝生長(zhǎng)技術(shù)在氮化鎵緩沖層4表面實(shí)現(xiàn)氮化鎵納米線陣列5的同質(zhì)外延生長(zhǎng)，獲得GaN納米線陣列材料。
[0033]利用上述方法生長(zhǎng)的GaN納米線陣列的相純度和取向度利用XRD方法進(jìn)行檢測(cè)。圖2所示即是GaN納米線陣列在20-60度衍射范圍內(nèi)的XRD圖譜，從圖譜上可以確定其為鉛鋅礦型六角結(jié)構(gòu)GaN，并且沿著[0001]方向擇優(yōu)取向，是納米線陣列。
[0034]圖3所示的是GaN納米線陣列的掃描電鏡照片。本發(fā)明所生長(zhǎng)的GaN納米線陣列在生長(zhǎng)30分鐘后長(zhǎng)度可以達(dá)到5-30 μ m,直徑在20-500nm，具有蜿蜒曲折形狀。GaN納米線的生長(zhǎng)端部為平面或者凸面，沒有催化劑粒子。
[0035]上述生長(zhǎng)的GaN納米線的晶體質(zhì)量用高分辨透射電鏡、電子衍射技術(shù)和陰極射線熒光技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。在300KV加速電壓和4000000倍放大倍數(shù)下所觀測(cè)的高分辨透射電鏡原子像顯示本發(fā)明所生長(zhǎng)的GaN晶體完美，原子都是規(guī)則排列，沒有堆垛層錯(cuò)和孿晶等結(jié)構(gòu)缺陷，電子衍射花樣也是清晰有規(guī)則的衍射斑點(diǎn)。陰極射線熒光分析表明，本發(fā)明所生長(zhǎng)的GaN納米線在369nm具有非常強(qiáng)的本征帶隙發(fā)光，而在黃光波長(zhǎng)范圍內(nèi)幾乎觀測(cè)不到缺陷發(fā)光(圖4)。陰極射線熒光測(cè)試是在掃描電鏡上完成的，所用加速電壓為5KV，電流為IOOpAo
[0036]本實(shí)施例中，阻擋層材料還可以采用其他與藍(lán)寶石襯底晶體結(jié)構(gòu)不同或晶體結(jié)構(gòu)相同但晶格失配度大于25%的晶體，例如:阻擋層為T1、Ag、V、Cr、Zn、Pt、Sn、Nb、Mo或SiO2,厚度為5-100nm左右。阻擋層的沉積還可以采用磁控濺射或原子層沉積等方法，采用這類方式同樣可以獲得上述結(jié)構(gòu)與性能的GaN納米線陣列材料。
[0037]實(shí)施例2
[0038]本實(shí)施例是在多晶AlN襯底上沉積SiO2阻擋層和Al初始緩沖層降低GaN納米線陣列晶體缺陷密度并利用氫化物氣相外延(HVPE)沉積方法生成GaN納米線陣列。具體如下:
[0039]1、阻擋層的制備:本實(shí)施例中選擇多晶AlN作為襯底材料，選用SiO2作為阻擋層材料。其中所用AlN襯底純度> 99.99%、單面研磨、表面粗糙度(Ra) ( lnm、尺寸為2英寸。首先將多晶AlN襯底用酒精或丙酮超聲清洗干凈，用氮?dú)獯蹈煞湃氪趴貫R射鍍膜室樣品臺(tái)上。其中鍍膜表面朝上，樣品臺(tái)工作溫度設(shè)定為室溫，硅片沒有被額外加熱。所用硅靶材是(111)取向，電阻率為20-40 Ω.cm，厚度為3mm，濺射時(shí)的靶材-襯底之間距離為6cm。派射過程中，Ar氣流量控制在40cm3/min,氧氣流量控制在5-20cm3/min,反應(yīng)腔壓力控制在2.0-3.0Pa之間，功率為80W。本實(shí)施例中，SiO2阻擋層的厚度為20nm，上下誤差不超過土 Inm0
[0040]2、緩沖層的制備:制備過程同實(shí)施例1，但是緩沖層厚度不同，本實(shí)施例中，Al緩沖層的厚度為IOnm,上下誤差不超過±0.2nm。
[0041]3、GaN納米線陣列制備:本實(shí)施例中采用氫化物氣相外延沉積技術(shù)生長(zhǎng)GaN納米線陣列。與GaN薄膜制備方法相同，采用金屬Ga作為Ga源，采用NH3作為N源。當(dāng)襯底溫度上升到600° C之前通入NH3與Al緩沖層反應(yīng)形成AlN緩沖層，然后將襯底溫度升到1100° C，同時(shí)將金屬Ga加熱到800°C與HCl氣體反應(yīng)形成GaCl氣相，然后與NH3在襯底表面形成GaN納米線陣列。在本實(shí)施例中，所用HCl的流量為40-60scm，NH3流量控制在
0.7-1.5slm，襯底放置在爐膛的中心處，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
[0042]用上述方法生長(zhǎng)的GaN納米線陣列的相純度和取向度也利用XRD方法進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明本實(shí)施例中所生長(zhǎng)的GaN納米線陣列為鉛鋅礦型六角結(jié)構(gòu)GaN，并且沿著[0001]方向擇優(yōu)取向，是納米線陣列。
[0043]本實(shí)施例所生長(zhǎng)的GaN納米線陣列在生長(zhǎng)30分鐘后長(zhǎng)度可以達(dá)到30 μ m,直徑在IOOnm左右，也呈現(xiàn)出曲折形狀，并且其生長(zhǎng)端部為平面六角狀，沒有催化劑粒子。
[0044]上述生長(zhǎng)的GaN納米線的晶體質(zhì)量用高分辨透射電鏡、電子衍射技術(shù)和陰極射線熒光技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。在300KV加速電壓和400000倍放大倍數(shù)下所觀測(cè)的高分辨透射電鏡原子像顯示本發(fā)明所生長(zhǎng)的GaN晶體完美，原子都是規(guī)則排列，沒有堆垛層錯(cuò)和孿晶等結(jié)構(gòu)缺陷，電子衍射花樣也是清晰有規(guī)則的衍射斑點(diǎn)。陰極射線熒光分析表明，本發(fā)明所生長(zhǎng)的GaN納米線在369nm具有非常強(qiáng)的本征帶隙發(fā)光，而在黃光波長(zhǎng)范圍內(nèi)幾乎觀測(cè)不到缺陷發(fā)光，在369nm波長(zhǎng)所獲得的發(fā)光圖片顯示整個(gè)GaN納米線發(fā)光比較均勻。陰極射線熒光測(cè)試是在掃描電鏡上完成的，所用加速電壓為5KV，電流為ΙΟΟρΑ。
[0045]本實(shí)施例中，襯底材料還可以選擇其他與阻擋層材料晶體結(jié)構(gòu)不同或晶體結(jié)構(gòu)相同但晶格失配度大于25%的晶體，例如:襯底材料可以為碳化硅、氧化鎂、硅、氮化硅等。阻擋層的沉積還可以采用電子束蒸發(fā)或原子層沉積等方法，采用這類方式同樣可以獲得上述結(jié)構(gòu)與性能的GaN納米線線陣列材料。
[0046]本發(fā)明中通過引入阻擋層，可以突破傳統(tǒng)外延方法對(duì)單晶襯底選擇的局限性，可以在半導(dǎo)體、陶瓷及金屬等高溫襯底表面實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量GaN晶體材料的生長(zhǎng)。
[0047]以上所述的僅是本發(fā)明所列舉的最優(yōu)實(shí)施方式。需要指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的所有技術(shù)人員，在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和本發(fā)明所示原理的范疇情況下，還可以對(duì)所示實(shí)例進(jìn)行更改和/或改變，這些改變也應(yīng)被視為本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:該方法是在生長(zhǎng)襯底和初始緩沖層之間引入與襯底晶格不匹配的阻擋層，用于阻擋缺陷由襯底向氮化鎵納米線陣列晶體內(nèi)部擴(kuò)散，然后利用自組裝技術(shù)在初始緩沖層表面形成氮化鎵緩沖層和實(shí)現(xiàn)同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)在生長(zhǎng)襯底上沉積阻擋層；所述襯底在低于120(TC條件下不與氨氣發(fā)生反應(yīng)，熔點(diǎn)在1200°C以上；所述阻擋層材料為與襯底材料具有不同晶體結(jié)構(gòu)或具有相同晶體結(jié)構(gòu)但晶格失配度大于25%的晶體； (2)在阻擋層表面沉積初始緩沖層；所述初始緩沖層材料為Al； (3)在初始緩沖層表面生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層，并同質(zhì)外延生長(zhǎng)形成氮化鎵納米線陣列；通過化學(xué)氣相沉積法、MOCVD、HVPE或MBE方法實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述阻擋層材料為 Au、Ag、T1、V、Cr、Zn、Pt、Sn、Nb、Mo 或 SiO20
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述阻擋層厚度5?500nm，所述阻擋層的沉積方法為電子束蒸發(fā)、磁控濺射或原子層沉積方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鎂、氮化硅、氮化鋁、金屬單質(zhì)或合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述初始緩沖層厚度5飛OOnm ;初始緩沖層通過電子束蒸發(fā)、磁控濺射或原子層沉積方法沉積。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述化學(xué)氣相沉積法是在三氧化二鋁坩堝內(nèi)裝入坩堝體積1/3?2/3的高純?nèi)趸壏勰?，然后將?jīng)步驟(2)沉積有阻擋層和初始緩沖層的襯底置于粉末下游處，通入高純氬氣，在溫度升高到600°C前通入氨氣，同時(shí)關(guān)閉氬氣；然后以5-30°C /min的升溫速率將溫度升高到1000-1200°C保溫10?lOOOOOmin，關(guān)閉氨氣，同時(shí)開啟氬氣保護(hù)至溫度降到室溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:高純IS 氣流量 10-500ml/min,氨氣流量 10_500ml/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:采用MOCVD、HVPE或MBE方法時(shí)，鎵源為三甲基鎵或金屬鎵，N源為氨氣或氮?dú)狻?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的降低氮化鎵納米線陣列晶體缺陷密度的方法，其特征在于:所述GaN納米線端部為平面或凸面狀，GaN納米線長(zhǎng)度5?50 μ m,直徑2(T500nm，具有蜿蜓曲折形狀。
【文檔編號(hào)】H01L21/205GK103531447SQ201210234053
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】姜辛, 劉寶丹 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所