本发明涉及半导体光电材料及器件制备，尤其涉及一种氧化镓衬底纳米级图案化方法。
背景技术：
1、β-ga2o3是一种新兴的超宽带隙半导体，在下一代电力电子和光电子领域有着广阔的应用前景。β-ga2o3由于具有更大的禁带宽度，其巴利加优值(baliga’sfigure of merit,bfom)达到3444，远远大于作为第三代半导体的代表材料sic(340)和gan(870)。在用作功率器件时，其最大击穿电场强度可以达到8mv/cm，根据导通电阻与最大击穿电压间的函数关系，在相同的电场强度下，β-ga2o3的导电损耗比sic和gan低一个量级。当载流子(电子)浓度为1015～1016cm-3时，实验测得β-ga2o3的电子迁移率为300cm2·v-1·s-1。此外，相比于sic衬底设备使用的高温升华法，以及gan衬底制备使用的高压氮气法、氨热技术法、以及氢化物气相外延法，β-ga2o3单晶可以使用低廉稳定的熔体法来进行大规模生长。综上，β-ga2o3具有制备下一代高耐压、高功率半导体器件的潜力，同时在光电探测器上也具有极大的应用前景。
2、随着氧化镓器件逐步被人们重视，对衬底的图案化过程正受到越来越广泛的关注。而研究腐蚀过程对于制备具有微米和纳米结构的氧化镓图案化衬底以满足高性能器件的需求，具有重要的研究意义。目前，比较常用的方法包括干法和湿法腐蚀。干法腐蚀存在的缺陷，包括在材料中引入悬挂键、缺陷、表面陷阱、载流子泄露路径和复合中心，此外相对湿法腐蚀，干法腐蚀会给衬底表面带来由自由离子轰击造成的无可避免的损伤，且其成本较高。
3、现有技术(如cn114496805a)公开了对氧化镓衬底进行金属辅助光化学腐蚀来形成纳米级图案，需要制备金属铝模板，存在过程复杂的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧化镓衬底纳米级图案化方法。本发明利用热处理增强衬底与贵金属纳米颗粒间的作用力，能够大于金属-金属间团聚作用力，形成具有规则金属颗粒排布的衬底表面，利于后续金属辅助光化学腐蚀图案化的进行。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种氧化镓衬底纳米级图案化方法，包括以下步骤：
4、将氧化镓衬底浸入贵金属纳米颗粒胶体溶液中，得到沾浸有贵金属纳米颗粒的氧化镓衬底；
5、将所述沾浸有贵金属纳米颗粒的氧化镓衬底进行热处理，得到热处理衬底；
6、将所述热处理衬底进行金属辅助光化学腐蚀图案化，得到图案化衬底；
7、去除所述图案化衬底上的贵金属纳米颗粒。
8、优选地，所述热处理的温度为60～400℃，保温时间为1～10h。
9、优选地，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的光照条件包括：波长为254～260nm，功率为50～200w，光源与热处理衬底的距离为2～20cm。
10、优选地，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的腐蚀液包括腐蚀剂、氧化剂和水，所述腐蚀剂包括酸性腐蚀剂或碱性腐蚀剂。
11、优选地，所述酸性腐蚀剂包括氢氟酸、硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种，所述腐蚀液中酸性腐蚀剂的质量分数为5～85％。
12、优选地，所述碱性腐蚀剂包括氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述腐蚀液中碱性腐蚀剂的质量分数为20～75％。
13、优选地，所述氧化剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸氨、过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、高锰酸钾、次氯酸钠、次氯酸钾和次氯酸氨中的一种或多种，所述腐蚀液中氧化剂的质量分数为0.002～0.05％。
14、优选地，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的温度为20～60℃，时间为1～48h。
15、优选地，所述贵金属纳米颗粒胶体溶液中贵金属纳米颗粒的粒径为10～5000nm。
16、优选地，所述去除贵金属纳米颗粒的过程包括：将所述图案化衬底浸渍到王水中，加热到40～50℃，保持30～60min。
17、本发明提供了一种氧化镓衬底纳米级图案化方法，包括以下步骤：将氧化镓衬底浸入贵金属纳米颗粒胶体溶液中，得到沾浸有贵金属纳米颗粒的氧化镓衬底；将所述沾浸有贵金属纳米颗粒的氧化镓衬底进行热处理，得到热处理衬底；将所述热处理衬底进行金属辅助光化学腐蚀图案化，得到图案化衬底；去除所述图案化衬底上的贵金属纳米颗粒。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
19、本发明开发无掩模版、连续法制备具有尺寸可控的、规则图案化氧化镓衬底，解决了目前金属辅助光化学腐蚀存在的需要制备金属铝模板、步骤繁琐、成本较高的问题，利用热处理增强衬底表面与贵金属纳米颗粒间的作用力，能够大于金属-金属间团聚作用力，形成具有规则金属颗粒排布的衬底表面，利于后续金属辅助光化学腐蚀图案化的进行。
1.一种氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述热处理的温度为60～400℃，保温时间为1～10h。
3.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的光照条件包括：波长为254～260nm，功率为50～200w，光源与热处理衬底的距离为2～20cm。
4.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的腐蚀液包括腐蚀剂、氧化剂和水，所述腐蚀剂包括酸性腐蚀剂或碱性腐蚀剂。
5.根据权利要求4所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述酸性腐蚀剂包括氢氟酸、硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种，所述腐蚀液中酸性腐蚀剂的质量分数为5～85％。
6.根据权利要求4所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述碱性腐蚀剂包括氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述腐蚀液中碱性腐蚀剂的质量分数为20～75％。
7.根据权利要求4所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述氧化剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸氨、过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、高锰酸钾、次氯酸钠、次氯酸钾和次氯酸氨中的一种或多种，所述腐蚀液中氧化剂的质量分数为0.002～0.05％。
8.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述金属辅助光化学腐蚀图案化的温度为20～60℃，时间为1～48h。
9.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述贵金属纳米颗粒胶体溶液中贵金属纳米颗粒的粒径为10～5000nm。
10.根据权利要求1所述的氧化镓衬底纳米级图案化方法，其特征在于，所述去除包括以下步骤：将所述图案化衬底浸渍到王水中，加热到40～50℃，保持30～60min。
