一种氮化镓纳米泡沫及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115386958A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202211016598.4H01L33/32(2010.01)(22)申请日2022.08.24B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人闽都创新实验室地址350116福建省福州市闽侯县上街镇海西高新区科技园高新大道8号(72)发明人陈荣吴朝兴郭太良张永爱周雄图王堃李文豪(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100专利代理师林文弘蔡学俊(51)Int.Cl.C30B29/40(2006.01)C30B33/10(2006.01)C23C16/56(2006.01)C23C16/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种氮化镓纳米泡沫及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氮化镓纳米泡沫及其制备方法。氮化镓纳米泡沫是一种具有立体、无规则、超大比表面积的纳米蜂巢结构的氮化镓薄膜，其制备过程是将氮化镓薄膜浸泡在过氢氧化钾和过硫酸钾混合溶液中，在多个紫外光在多方向照射下通过无电极光辅助化学刻蚀制备获得。本发明公开的氮化镓纳米泡沫制备方法具有设备要求低、操作流程简单、生产周期时间短、环境干净等优点，可以超大规模集成微米级和亚微米量级泡沫而不用担心泡沫规格不统一等问题，易于大规模生产。CN115386958ACN115386958A权利要求书1/1页1.一种氮化镓纳米泡沫，其特征在于：所述的氮化镓纳米泡沫是一种聚堆的、多孔洞的纳米蜂巢结构氮化镓薄膜，其孔洞尺寸为1‑1000纳米，其厚度在10‑10000纳米之间。2.一种如权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一：采用生长技术在衬底基板表面生长氮化镓薄膜；步骤二：将氮化镓薄膜浸置于装有混合溶液的承载容器中；步骤三：将氮化镓薄膜垫高以拉近紫外光源系统和氮化镓薄膜的刻蚀距离；步骤四：将多个紫外光源系统从不同方向对准氮化镓薄膜进行光照刻蚀；步骤五：刻蚀完后通过清洗溶液清洗刻蚀过程中氮化镓薄膜表面的残留物，得到氮化镓纳米泡沫。3.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述紫外光源系统中紫外光的光强强度大于0.5mW/cm2，所述紫外光源系统包括不少于两个的紫外光源，所述紫外光源的紫外光入射角夹角不小于30度。4.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述的氮化镓薄膜为未掺杂氮化镓，掺杂n型氮化镓，掺杂p型氮化镓或多层氮化镓结构。5.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述氮化镓薄膜的生长技术包括卤化物气相外延法HPVE、金属有机化学气相沉积法MOCVD或分子束外延法MBE，所述衬底基板包括蓝宝石、碳化硅、氮化铝、硅或氮化镓。6.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述光照刻蚀时间为5‑120分钟。7.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述氮化镓薄膜接近但不接触所述混合溶液表面，通过垫高所述氮化镓薄膜使得所述承载容器中有足量的混合溶液进行反应。8.根据权利要求1所述的氮化镓纳米泡沫的制备方法，其特征在于：所述混合溶液由0.5‑4mol/L氢氧化钾、0.1‑0.5mol/L过硫酸钾与超纯水混合配制而成。2CN115386958A说明书1/4页一种氮化镓纳米泡沫及其制备方法技术领域[0001]本发明属于电子材料领域，特别是针对以刻蚀氮化镓材料为主的LED器件工艺、材料缺陷评价的光电器件领域，具体涉及一种氮化镓纳米泡沫及其制备方法。背景技术[0002]氮化镓（GaN）被认为第三代半导体材料之一，其合金体系带隙从0.7–6.2eV连续可调。在光电子等领域具有广阔前景，是发展近红外‑可见‑紫外波段的优秀半导体光电器件及微电子器件的优选材料。[0003]GaN作为一种重要的宽带隙（3.4eV）半导体材料，因其具有出色的光电性能，高迁移率和出色的热稳定性等特点,现已得到广泛的研究。然而，采用传统的化学刻蚀方法难以将具有极好的化学稳定性的GaN材料进行加工。这给GaN材料的处理和器件制作带来了强有力的技术挑战。目前,大多数GaN器件的制备采用干法腐蚀,主要的干法刻蚀包括反应离子腐蚀(RIE)、低能电子增强腐蚀(LE)、电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP_RIE）、化学辅助离子束腐蚀(CAIBE)等。但干法腐蚀也具有一系列缺陷：如成本高、设备要求高、使用有毒气体等等，且对样品有很强的物理作用,离子轰击会造成氮化镓的损伤。而应对干法刻蚀的缺点，湿法刻蚀具有成本低、设备简单、毒性小、对材料损伤低等优点是对干法刻蚀很好的补充。湿法刻蚀就是GaN表面被氧化，刻