[发明专利]低位错密度GaN的生长工艺

权利要求书

1.一种制造低缺陷密度GaN层的方法，包括以下步骤：

a)在开始衬底上生长GaN的外延层，

b)随后通过氢化物气相外延(HVPE)生长GaN层，以形成岛 特征，

c)在侧向生长被加强的情况下从所述岛特征通过氢化物气相外 延(HVPE)生长GaN层，直到岛特征完全合并并得到光滑平坦的表 面，

其特征在于：

步骤b)的完成没有使用任何类型的掩膜，不粗糙化，不刻蚀，也 不在衬底表面产生沟槽，仅仅通过在步骤b)和步骤c)之间改变以下 的组合，包括温度改变为：从930℃-950℃改变到1015℃-1020℃； 相同的活性气体分压改变为：HCL分压由0.03改变为0.02、NH₃分压 由0.24改变到0.31；相同的承载气体分压改变为：H₂的分压由0.73改 变到0.67；并且生长压力为2.6kPa；

其中采用超过50微米/小时的生长速度以生长所述低缺陷密度 GaN层。

2.如权利要求1所述的方法，其中随后生长GaN以产生岛特征 和平滑表面的步骤b)和步骤c)被重复几次。

3.如权利要求1所述的方法，其中衬底从由蓝宝石，尖晶石，GaN， AlN，GaAs，Si，6H-SiC，4H-SiC，3C-SiC，LiAlO₂，LiGaO₂，ZrB₂以及HfB₂形成的组中选择。

4.如权利要求1所述的方法，其中进一步的步骤中，所述低缺陷 密度GaN层已经与所述开始衬底分离作为独立的GaN层。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述独立的GaN层的项部和 底部表面被抛光。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述开始衬底在平行于生长表 面的平面中具有机械弱点，其幅度足以促使沿着那个面产生机械失效， 并且因为所述开始衬底和所述低缺陷密度GaN层在生长后通过冷却分 离产生的热应力导致步骤a)中的外延的GaN层脱层。

7.如权利要求4所述的方法，其中在所述开始衬底和所述低缺陷 密度GaN层之间插入牺牲层。