GaN多层量子点光电材料的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种ＧａＮ多层量子点光电材料的制作方法，其过程是：首先用ＭＯＣＶＤ设备在衬底上依次生长低温缓冲层和高温Ｇａ极性面的ｎ－ＡｌＧａＮ基底层（２）；接着对ｎ－ＡｌＧａＮ基底层（２）用熔融ＫＯＨ工艺进行腐蚀，在该ｎ－ＡｌＧａＮ位错的表面露头处形成倒六棱锥形腐蚀坑（３）；接着在腐蚀后的ｎ－ＡｌＧａＮ基底层上生长ＧａＮ薄层（４），并在该ＧａＮ薄层上生长ＡｌＧａＮ薄层（５），使倒六棱椎形腐蚀坑（３）的底部形成ＧａＮ量子点（６）；接着按设定的ＧａＮ薄层（４）的层数，在所有ＧａＮ薄层的倒六棱椎形腐蚀坑底部形成ＧａＮ量子点；最后在最上层的ＧａＮ薄层上生长ｐ－ＡｌＧａＮ层。本发明专利技术具有工艺简单，易于控制量子点尺寸和均匀性的优点，可用于批量制作高亮度高效率高稳定性且波长连续可调的光电子器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，涉及半导体材料的制作，特别是GaN量子 点光电材料的制作，可用于批量制作高亮度高效率高稳定性且波长连续可调 的光电子器件。
技术介绍
半导体量子点具有迥异于块状材料的光学性质，量子点的层结构为纳米 材料与传统的微电子和光电子技术的融合带来了可能。而作为第三代半导体 材料代表的GaN长期以来被认为是在蓝光和紫外波长范围内最有应用前景的 材料。利用GaN低维量子点材料结构制成的GaN基蓝/绿光发光器件发射频 率随尺寸变化而改变、发射线宽窄、发光量子效率相对较高以及超高的光稳 定性，近年来受到人们广泛关注。制作GaN量子点可以采用以下几种方法:l.微细加工法。即在含有二维 电子气的量子阱上再刻蚀的方法。2.人工衬底选择性生长法。即在人工做出的 图形化衬底上生长，或者在掩膜、刻蚀后的表面上选择性生长量子点。3.直接 生长法。即在各种自然表面上直接生长量子点，如小角度面、超台阶面和高 指数面；或者利用异质界面应力的自组织生长量子点。4.表面活性剂或表面氧 化剂方法。其中，前两种方法易于控制量子点的生长位置和均匀性，但由于刻蚀过 程带来的损伤以A因图形实际分辨率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＧａＮ多层量子点光电材料的制作方法，包括如下过程：Ａ、用ＭＯＣＶＤ设备在衬底上依次生长低温缓冲层（１）和高温Ｇａ极性面的ｎ－ＡｌＧａＮ基底层（２）；Ｂ、对ｎ－ＡｌＧａＮ基底层（２）用熔融ＫＯＨ工艺进行腐蚀，在该ｎ－ＡｌＧａＮ位错的表面露头处形成倒六棱锥形腐蚀坑（３）；Ｃ、在腐蚀后的ｎ－ＡｌＧａＮ基底层上生长ＧａＮ薄层（４），使倒六棱锥形腐蚀坑（３）内的ＧａＮ厚度远大于其坑外厚度；Ｄ、在ＧａＮ薄层（４）上生长ＡｌＧａＮ薄层（５），使倒六棱椎形腐蚀坑（３）的底部形成ＧａＮ量子点（６）；Ｅ、按设定的ＧａＮ薄层（４）的层数，重复上述步骤Ｃ和Ｄ，在所有ＧａＮ薄层的倒六棱椎形腐蚀坑底部形成ＧａＮ量子点...

【技术特征摘要】
1.一种GaN多层量子点光电材料的制作方法，包括如下过程A、用MOCVD设备在衬底上依次生长低温缓冲层(1)和高温Ga极性面的n-AlGaN基底层(2)；B、对n-AlGaN基底层(2)用熔融KOH工艺进行腐蚀，在该n-AlGaN位错的表面露头处形成倒六棱锥形腐蚀坑(3)；C、在腐蚀后的n-AlGaN基底层上生长GaN薄层(4)，使倒六棱锥形腐蚀坑(3)内的GaN厚度远大于其坑外厚度；D、在GaN薄层(4)上生长AlGaN薄层(5)，使倒六棱椎形腐蚀坑(3)的底部形成GaN量子点(6)；E、按设定的GaN薄层(4)的层数，重复上述步骤C和D，在所有GaN薄层的倒六棱椎形腐蚀坑底部形成GaN量子点；F、在最上层的GaN薄层(7)上生长p-AlGaN层(8)。2. 由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法，其 特征在于GaN量子点的均匀性通过减小n-AlGaN基底层(2)的晶粒尺 寸控制，即由增加步骤A中的低温缓冲层的退火压力而实现，该退火压 力在250 400torr范围可调。3. 由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料制作方法，其 特征在于GaN量子点的密度通过n-AlGaN基底层表面位错的密度控制， 即改变步骤A中生长高温Ga极性面的n-AlGaN基底层温度和V/III比 而实现。4. 由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝跃，高志远，张进城，李培咸，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]