一种多步连续调控直接生长自剥离氮化镓的方法技术

本发明专利技术公开了一种多步连续调控直接生长自剥离氮化镓的方法，包括如下步骤：生长用GaN衬底在多温区多气氛的管式生长炉中的装配；GaN衬底在高温下氧化性气氛中氧化制备表面具有氧化镓层的衬底；具有氧化镓层的GaN衬底在腐蚀气体气氛中干刻蚀制备多孔GaN衬底；多孔GaN衬底上生长GaN单晶；生长工艺结束后控制氨气通入量实现界面出GaN分解；降温后烘箱静置得到自剥离GaN单晶。得到自剥离GaN单晶。得到自剥离GaN单晶。

【技术实现步骤摘要】
一种多步连续调控直接生长自剥离氮化镓的方法


[0001]本专利技术涉及一种多步连续调控直接生长自剥离氮化镓的方法，该方法简洁，方便，直接，易操作，可生长得到自剥离的GaN单晶，属于半导体


技术介绍

[0002]GaN具有大的禁带宽度，高的电子迁移率，高的电子饱和速度，耐酸碱，耐高温等特点。这些优良性质使GaN材料在LED照明，半导体激光器，太阳能电池，晶体管，微波器件，相控阵雷达，全彩显示，以及数据存储等方面都有着广泛的应用。由于GaN的熔点高达2791K，但分解压仅为4.5GPa，并且在105Pa的氮气气氛中，GaN的分解温度又仅在900℃左右，致使无法找到自然存在的GaN晶体用以制备同质外延生长的衬底。由于缺乏GaN晶体生长的同质外延衬底，大部分GaN晶体都是异质外延生长，异质外延生长所带来的热失配和晶格失配，不可避免的导致生长的GaN晶体具有很高的位错密度和内应力，大大降低了GaN单晶的质量，进而限制了GaN单晶广泛应用。同时异质衬底的存在也会影响后期GaN制备器件的性能，所以急需将GaN单晶从异质衬底上进行剥离。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多步连续调控直接生长自剥离氮化镓的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选取GaN单晶生长用衬底，将其装入GaN晶体生长炉中；(2)按照GaN晶体生长操作规范进行升温，升至一定氧化温度保温一段时间并通入一定量的氧化性气体；(3)继续升温至一定刻蚀温度后保温一段时间并通入氯化氢气体进行刻蚀；(4)继续升温至GaN单晶生长温度，进行正常工艺生长；(5)生长结束后降温至一定氮化保护温度，保温一段时间并控制氨气通入量；(6)生长炉降温至室温，开炉取出GaN晶体，将GaN晶体进行清洗，并使用高纯氮气吹干后置于一定温度的烘箱中静置，一段时间后取出得到自剥离的GaN。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中GaN单晶生长用衬底包括沉积有GaN种子层的Si、Al2O3、SiC，其种子层厚度在5～20μm之间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中GaN晶体生长炉是立式或卧式生长炉，并且具有多温区多气氛功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保国，邵永亮，胡海啸，郝霄鹏，吴拥中，吕洪，
申请(专利权)人：山东加睿晶欣新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：