1.一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
(1)在藍寶石襯底上生長N-極性GaN,得藍寶石襯底/N-極性GaN結構作為模板;
(2)通過光刻工藝在所述模板上制作圖案化的光刻膠作為掩膜層,得藍寶石襯底/N-極性GaN/圖案化光刻膠結構;
所述圖案化光刻膠是指按照一定的圖案去除部分光刻膠保留剩余部分光刻膠同時使相應的位于所述去除部分光刻膠的下層的N-極性GaN裸露;
(3)在所述掩膜層和裸露的N-極性GaN上選擇性生長極性反轉層AlN,得藍寶石襯底/N-極性GaN/圖案化光刻膠/AlN結構;
(4)剝離掩膜層,得藍寶石襯底/N-極性GaN/圖案化AlN結構;圖案化AlN是指去除圖案化光刻膠同時使相應的位于所述去除部分光刻膠的下層的N-極性GaN裸露;
(5)在所述藍寶石襯底/N-極性GaN/圖案化AlN結構上生長GaN,在所述剩余部分AlN上生長的GaN為Ga-極性,在所述裸露的N-極性GaN上生長的GaN為N-極性,得到在藍寶石襯底上生長具有N-極性GaN結構。
2.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(1)采用c面藍寶石作為襯底;包括生長N-極性GaN前對所述藍寶石襯底進行氮化處理。
3.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(2)中所用的膠是耐高溫的正膠AZ6130;所述的光刻工藝包括勻膠、曝光、顯影。
4.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(3)采用PEALD技術選擇性生長AlN;所述的低溫為150℃;
所述的PEALD制備AlN中的Al源為TMA;N源為Ar、N2和H2的混合氣體;
所述混合氣體中各氣體體積比例為Ar:N2:H2=1:3:6;
所述的選擇性生長是指只在裸露的N-極性GaN區(qū)域生長AlN,而掩膜層上很難生長AlN。
5.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(4)采用丙酮剝離掩膜層。
6.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(5)中生長GaN的方法為HVPE法,具體為利用氮氣將氯化氫攜帶到鎵舟處與金屬鎵反應,生成氯化鎵,將氨氣和所述氯化鎵分別引入生長區(qū),在所述藍寶石襯底/N-極性GaN/圖案化AlN結構表面生成GaN,通過控制生長時間來控制GaN厚度;
所述鎵舟處的溫度為800-850℃;
所述生長區(qū)溫度為1050-1070℃;
所述氯化氫的流速為0.01slm;
所述氨氣的流速為0.6-1slm。
7.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(1)中N-極性GaN的厚度為1.5-2um。
8.如權利要求1或3所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(2)中掩膜層的厚度為0.1-1um。
9.如權利要求1所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(3)中極性反轉層AlN的厚度為20-45nm。
10.如權利要求1或3所述一種在N-極性GaN模板上生長極性交替的GaN結構的方法,其特征在于,所述步驟(2)中的圖形為等寬、等間距的條形結構。