获得大面积高质量GaN自支撑衬底的方法技术

获得大面积高质量ＧａＮ自支撑衬底的方法，首先在蓝宝石衬底上横向外延获得低位错密度ＧａＮ薄膜；然后在ＥＬＯ ＧａＮ薄膜上进行氢化物气相外延，获得大面积、低位错密度的ＧａＮ厚膜；采用激光扫描辐照剥离技术，将ＧａＮ厚膜从蓝宝石衬底上剥离下来，再进行表面抛光处理，就可以获得高质量ＧａＮ自支撑衬底。本发明专利技术结合了三种不同技术的优点：获得高质量的位错密度的ＧａＮ薄膜；可以快速生长大面积ＧａＮ厚膜；可以快速地无损伤的将ＧａＮ薄膜从蓝宝石衬底上分离开来。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及横向外延技术、氢化物气相外延(HVPE)厚膜技术以及激光剥离技术制备大面积自支撑氮化镓(GaN)衬底的方法。二、技术背景以GaN及InGaN、AlGaN合金材料为主的III-V族氮化物材料(又称GaN基材料)是近几年来国际上倍受重视的新型半导体材料，是短波长半导体光电子器件和高频、高压、高温微电子器件制备的最优选材料。由于GaN本身物理性质的限制，GaN体单晶的生长具有很大的困难，尚未实用化。由于缺乏体单晶，GaN薄膜的获得主要靠异质外延。最常用的衬底材料是蓝宝石(α-Al2O3)。巨大的晶格失配和热失配导致了GaN外延层中高密度的位错，典型的可达1010/cm2，严重影响了器件的性能和寿命。目前降低位错密度的关键技术是采用横向外延(Epitaxial-Lateral-Overgrown，ELO)的方法，位错密度可以降低4～5个量级以上。横向外延就是在已经获得的GaN平面材料上淀积掩蔽材料(如SiO2、Si3N4、W等)并刻出特定的图形窗口，再在其上进行GaN的二次外延。由于符合“准自由”生长条件，且生长方向垂直于原GaN位错的攀移方向，因而有很高的质量。大面积G本文档来自技高网...

【技术保护点】
获得大面积高质量ＧａＮ自支撑衬底的方法，其特征是首先在蓝宝石衬底上横向外延获得低位错密度ＧａＮ薄膜；然后在ＥＬＯ ＧａＮ薄膜上进行氢化物气相外延，获得大面积、低位错密度的ＧａＮ厚膜；采用激光扫描辐照剥离技术，将ＧａＮ厚膜从蓝宝石衬底上剥离下来，再进行表面抛光处理，就可以获得高质量ＧａＮ自支撑衬底。

【技术特征摘要】
1.获得大面积高质量GaN自支撑衬底的方法，其特征是首先在蓝宝石衬底上横向外延获得低位错密度GaN薄膜；然后在ELO GaN薄膜上进行氢化物气相外延，获得大面积、低位错密度的GaN厚膜；采用激光扫描辐照剥离技术，将GaN厚膜从蓝宝石衬底上剥离下来，再进行表面抛光处理，就可以获得高质量GaN自支撑衬底。2.由权利要求1所述的获得大面积高质量GaN自支撑衬底的方法，其特征是低位错密度GaN薄膜的生长方法如下述在GaN籽品层上沉积SiO2、Si3N4、W等薄膜，利用光刻方法蚀刻出一定的图形，低位错密度GaN薄膜，图形形状主要有平行长条状和正六方形。对于平行长条状，掩摸区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣，修向前，徐剑，顾书林，卢佃清，毕朝霞，沈波，刘治国，江若琏，施毅，朱顺明，韩平，胡立群，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]