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一种用于制备氧化镓纳米线的方法

技术领域
本发明涉及一种利用MOCVD制备氧化镓纳米线的方法，实现简单有效的氧化镓纳米线，提高其质量。GaN膜质量的蓝宝石图形衬底的设计和制备方法，涉及半导体材料制备领域。
背景技术
目前GaN薄膜还是生长在异质衬底上，如蓝宝石、碳化硅及硅等。蓝宝石目前是最广泛应用的衬底材料，但是由于其晶格与GaN失配较大，因此在其上生长的GaN薄膜质量较差。为了提高GaN的结晶质量，人们将蓝宝石衬底制备图形化，可以大幅提高GaN的结晶质量。目前，针对图形化衬底已经有各种图形，包括圆锥形、圆台形、三角锥形、三棱台形等。但是，这些蓝宝石图形大多没有考虑到露出晶面对生长质量的影响。
发明内容
针对现有MOCVD技术在蓝宝石衬底上制备GaN膜存在的质量较差的问题，本发明提供一种新型蓝宝石衬底图形来提高GaN薄膜质量。通过在蓝宝石衬底上制备多个规则排列的蓝宝石r晶面暴露的三棱锥（或三棱台），有效地降低其上生长的GaN膜内由应力引起的缺陷的密度。
本发明提供一种用于提高GaN膜质量的蓝宝石图形衬底，采用光刻与等离子刻蚀的方法来制备，具体包括以下步骤：
步骤1：在c面蓝宝石衬底上做规则排列的三角形光刻胶图形，其中三角形的一条底边在衬底平面内的垂直方向与蓝宝石衬底的参考边（110）方向呈30度角。
步骤2：利用ICP干法刻蚀技术将光刻图形转移到蓝宝石衬底上。
其中蓝宝石图形衬底的表面为规则排列的r面暴露的三棱锥（或三棱台），且周期性相邻，该三棱锥（或三棱台）的底面为等边三角形由蓝宝石c面构成，三个侧面由蓝宝石（102）面（即r面）构成，每个r面法线与c面蓝宝石的c轴所成角度为固定值（精确到小数点后一位的计算值为57.6度）。
其中由于几何关系的限制，当三棱锥在垂直于蓝宝石底面的高度确定后，三棱锥的形状也就确定下来。
其中三棱锥在垂直于c面蓝宝石衬底的方向的高度在3微米以下。
其中三棱锥底面边长在0.01微米到20微米之间。
其中在c面蓝宝石图形衬底上三棱锥（或三棱台）的尺寸和排布可有多种组合方式。
其中其中在c面蓝宝石图形衬底上三棱锥和三棱台体的尺寸与排布可有多种组合方式。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附件图详细说明：
图1是本发明中三棱锥的几何图形和各面构成图。
图2是三棱锥在c面蓝宝石衬底上的定位和一种排列示意图。
图3是本发明中三棱台的几何图形和各面构成图。
图4是三棱台在c面蓝宝石衬底上的定位和一种排列示意图。
图5是三棱锥和三棱台的定位和一种混合排列示意图。
具体实施方式
实施例1
参看图1和图2所示，本发明涉及一种用于提高GaN质量的蓝宝石图形衬底，包含以下步骤：
步骤1、利用光刻胶在蓝宝石衬底上制备三角形光刻胶图形，其中三角形的一条底边在衬底平面内的垂直方向与蓝宝石衬底的参考边（110）方向呈30度角。
步骤2、利用ICP干法刻蚀技术将光刻胶图形转移到蓝宝石衬底上。如图1所示，锥体高度小于3微米。其中三棱锥的一条底边在衬底平面内的垂直方向与蓝宝石衬底的参考（110）面方向呈30度角，如图2所示。同时在衬底上进行周期性排布。
通过刻种技术，可以实现在蓝宝石衬底上排列的三角锥图形，在这种图形上进行GaN外延生长，可以提高GaN外延层晶体质量。
实施例2
参看图3和图4所示，本发明涉及一种用于提高GaN质量的蓝宝石图形衬底，包含以下步骤：
步骤1、利用光刻胶在蓝宝石衬底上制备三角形光刻胶图形，其中三角形的一条底边在衬底平面内的垂直方向与蓝宝石衬底的参考边（110）方向呈30度角。
步骤2、利用ICP干法刻蚀技术将光刻胶图形转移到蓝宝石衬底上，控制刻蚀参数，形成三棱台图形，如图3所示，台体高度小于3um。如图1所示，锥体高度小于3微米。其中三棱锥的一条底边在衬底平面内的垂直方向与蓝宝石衬底的参考（110）面方向呈30度角，如图4所示。同时在衬底上进行周期性排布。
通过刻种技术，可以实现在蓝宝石衬底上排列的三棱台图形，在这种图形上进行GaN外延生长，可以提高GaN外延层晶体质量。