氮化镓体单晶及其生长方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化镓体单晶及其生长方法。所述生长方法包括：在以助熔剂法生长氮化镓体单晶的过程中，在氮化镓体单晶与籽晶的界面处形成孔洞结构，使生长形成的氮化镓体单晶与籽晶之间形成弱连接；以及破坏所述弱连接，使氮化镓体单晶与籽晶分离。本发明专利技术实施例提供的可实现籽晶重复利用的氮化镓体单晶的生长方法，利用助熔剂法进行氮化镓体单晶的同质外延，并利用孔洞辅助的方式进行氮化镓体单晶与籽晶的分离，在实现籽晶的循环利用的同时，降低了籽晶和氮化镓体单晶的分离难度，进而降低助熔剂氮化镓的生长成本。而降低助熔剂氮化镓的生长成本。而降低助熔剂氮化镓的生长成本。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓体单晶及其生长方法


[0001]本专利技术涉及一种氮化镓体单晶的生长方法，特别涉及一种氮化镓体单晶及其生长方法，属于半导体


技术介绍

[0002]氮化镓作为第三代半导体材料，具备优异的物理性能，在光电子器件有着巨大的潜力，已经吸引了人们广泛的关注。助熔剂法(Na Flux method)获得氮化镓(GaN)单晶的生长技术是目前国际上公认的获得低成本、高质量、大尺寸氮化镓体单晶的生长方法之一；氮化镓体单晶的一般生长过程为：选取适当原料(主要为金属镓、金属钠、碳添加剂等)成分配比，将装有生长原料和氮化镓籽晶(可以是自支撑氮化镓如HVPE
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GaN或者是在蓝宝石上进行外延生长MOCVD
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GaN，MBE
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GaN等)的坩埚置于生长炉中，在一定生长温度、生长压力的氮气氛围条件下，通过控制不同的生长时间，在氮化镓籽晶上液相外延获得不同厚度的氮化镓体单晶。
[0003]由于氮化镓籽晶是十分昂贵的，因此重复利用籽晶以减少生长成本显得尤为重要。目前，在异质外延中主要采用激光剥离、机械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现籽晶重复利用的氮化镓体单晶的生长方法，其特征在于包括：在以助熔剂法生长氮化镓体单晶的过程中，在氮化镓体单晶与籽晶的界面处形成孔洞结构，使生长形成的氮化镓体单晶与籽晶之间形成弱连接；以及破坏所述弱连接，使氮化镓体单晶与籽晶分离。2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于具体包括：在以助熔剂法生长氮化镓体单晶时，至少通过调控反应室内的氮气压力，在氮化镓体单晶与籽晶的界面处形成孔洞结构，以使籽晶与在籽晶表面生长形成的氮化镓体单晶之间形成弱连接。3.根据权利要求2所述的生长方法，其特征在于具体包括：在氮化镓体单晶生长初期，控制反应室内的氮气压力为3
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10Mpa，以使籽晶表层的局部区域被溶解而形成凹陷结构，之后在所述籽晶表面生长形成氮化镓体单晶，在所述氮化镓体单晶与籽晶的界面处，所述氮化镓体单晶与所述凹陷结构围合形成所述的孔洞结构；优选的，所述凹陷结构包括在所述籽晶表面位错密度高的区域形成的凹凸不平的回溶腐蚀坑。4.根据权利要求3所述的生长方法，其特征在于具体包括：在氮化镓体单晶生长初期，控制反应室内的氮气压力为3
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5Mpa，并保持0.1
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10h，至少使籽晶表层的局部溶解，以在籽晶表面形成回溶腐蚀坑；然后，控制反应室内的氮气压力为5
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10Mpa，并保持10h以上，进行助熔剂氮化镓的生长；之后使溶液中的氮化镓浓度达到过饱和状态，从而进行氮化镓晶体的生长。5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于具体包括：在所述氮化镓体单晶的生长过程中，控制反应室内的氮气压力为6
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10Mpa，以在所述助熔剂氮化镓与所述回溶腐蚀坑对应的区域形成微孔或槽，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：司志伟，刘宗亮，徐科，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：