[发明专利]GaN单晶衬底、基于GaN的半导体器件及它们的制造方法

权利要求书

1.一种GaN单晶衬底，其具有面积为10cm²以上的主面，所述主面具有相对于(0001)面和(000-1)面中的一个面以65°～85°倾斜的面取向，所述衬底具有在所述主面中载流子浓度基本均匀分布、在所述主面中位错密度基本均匀分布和光弹性变形值为5×10^-5以下中的至少一种特性，所述光弹性变形值通过在25℃环境温度下在垂直于所述主面施加光时在所述主面中的任意点处的光弹性测得。

2.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的载流子浓度相对于所述主面中的平均载流子浓度的偏差在±50％以内。

3.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中比电阻的分布基本上是均匀的。

4.如权利要求3所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的比电阻相对于所述主面中的平均比电阻的偏差在±50％以内。

5.如权利要求3所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的平均比电阻为0.1Ωcm以下。

6.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的位错密度相对于所述主面中的平均位错密度的偏差在±100％以内。

7.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的位错密度为5×10⁶cm^-2以下。

8.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中在所述主面中的所述光弹性变形值相对于所述主面中的所述光弹性变形值的平均值的偏差在±100％以内。

9.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中所述主面的面取向相对于(0001)面和(000-1)面中的一个面以<10-10>方向倾斜。

10.如权利要求1所述的GaN单晶衬底，其中通过X射线衍射摇摆曲线测量法对(0002)面和(20-20)面的组合、以及(0002)面和(22-40)面的组合中的一种组合进行测量而得到的X射线衍射峰的半宽度，在整个所述主面中为300弧秒以下。

11.一种制造权利要求1的GaN单晶衬底的方法，所述方法包括如下步骤：

准备主面面积为10cm²以上的GaN晶种衬底，所述主面具有相对于(0001)面和(000-1)面中的一个面以65°～85°倾斜的面取向；

在所述GaN晶种衬底的所述主面上生长GaN单晶；以及

通过沿与所述GaN晶种衬底的所述主面平行的面对所述GaN单晶进行切割而形成所述GaN单晶衬底。

12.一种基于GaN的半导体器件，所述半导体器件包含：权利要求1的GaN单晶衬底，以及在所述GaN单晶衬底的所述主面上形成的至少一个基于GaN的半导体层。

13.一种制造基于GaN的半导体器件的方法，所述方法包括如下步骤：

准备权利要求1的GaN单晶衬底；以及

在所述GaN单晶衬底的所述主面上生长至少一个基于GaN的半导体层。