1.一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)在蓝宝石衬底上生长N-极性 GaN,得蓝宝石衬底/N-极性 GaN结构作为模板;
(2)在所述模板上沉积极性反转层AlN,得蓝宝石衬底/N-极性 GaN/ AlN结构;
(3)将极性反转层AlN图案化,得蓝宝石衬底/N-极性 GaN/图案化AlN结构;
所述图案化是指按照一定的图案去除部分极性反转层AlN,保留剩余部分极性反转层AlN,同时使相应的位于去除的部分极性反转层AlN的下层的N-极性GaN裸露;
(4)在所述蓝宝石衬底/N-极性 GaN/图案化AlN结构上生长GaN,在所述剩余部分极性反转层AlN上生长的GaN为Ga-极性,在裸露的N-极性GaN上生长的GaN为N-极性,得到在蓝宝石衬底上生长的具有不同极性GaN的结构。
2.如权利要求1所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(4)采用氢化物气化外延生长GaN。
3.如权利要求1所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括生长N-极性 GaN前对所述蓝宝石衬底进行氮化处理。
4.如权利要求1所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,在蓝宝石衬底上生长的N-极性 GaN的厚度为1.5-2um。
5.如权利要求1所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(2)采用等离子体增强原子层沉积在所述模板上沉积极性反转层AlN。
6.如权利要求2所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(4)具体为利用氮气将氯化氢携带到镓舟处与金属镓反应,生成氯化镓,将氨气和所述氯化镓分别引入生长区在所述蓝宝石衬底/N-极性 GaN/图案化AlN结构的表面生成GaN,可通过控制生长时间来控制GaN厚度;
所述镓舟处的温度为800-850℃;
所述生长区温度为1050-1070℃;
所述氯化氢的流速为0.01slm;
所述氨气的流速为0.6-1slm。
7.如权利要求4所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(1)采用MOCVD在C面蓝宝石衬底上生长。
8.如权利要求5所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(2)中Al源为TMA;N源为Ar、N2和H2的混合气体;所述混合气体中各气体体积比例为Ar、N2和H2=1:3:6。
9.如权利要求1-8任一所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(2)中极性反转层AlN的厚度为5-45nm。
10.如权利要求1-8任一所述一种在蓝宝石衬底上生长具有不同极性GaN结构的方法,其特征在于,所述步骤(3)中的图案为等宽、等间距的条纹。