[发明专利]n型氮化镓自支撑衬底的制作方法

权利要求书

1.一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：

1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底整个上表面形成氮化镓模板层；

2)在所述氮化镓模板层上外延生长非掺杂氮化镓层；

3)利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底，所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底由于热失配应力存在翘曲；

4)去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，以减少非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的应力；

5)在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层，获得n型厚氮化镓自支撑衬底；

6)去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层；

7)对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行研磨抛光，以获得n型氮化镓自支撑衬底。

2.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤1)利用金属有机物化学气相沉积工艺沉积所述氮化镓模板层，所述氮化镓模板层的厚度介于2微米-10微米之间。

3.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤2)采用氢化物气相外延工艺于所述氮化镓模板层上进行外延生长，形成所述非掺杂氮化镓层，所述非掺杂氮化镓层的厚度介于100微米-450微米之间。

4.根据权利要求3所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)采用物理方法或者化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，所去除的所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分的厚度介于50微米-220微米之间，步骤6)采用物理方法或者化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层，所去除的所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层的厚度介于50微米-220微米之间。

5.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分及步骤6)去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层的去除速率介于20微米/小时-100微米/小时之间。

6.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)及步骤6)所述的物理方法包括激光烧蚀去除及等离子刻蚀中的一种，所述化学方法包括磷酸腐蚀及碱腐蚀中的一种。

7.根据权利要求6所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述激光烧蚀所用激光器包括半导体激光器。

8.根据权利要求7所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述激光器功率为0.1-15W。

9.根据权利要求6所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述等离子刻蚀选用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃。

10.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：在进行所述化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分前，还包括在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤；或者，在进行所述化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层前，还包括在所述n型厚氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤。

11.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤5)采用氢化物气相外延工艺于所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上进行外延生长，形成所述n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的厚度介于400微米-1000微米之间。

12.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤7)采用研磨抛光设备对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行多次研磨抛光，然后进行切边及倒角处理，以获所述n型氮化镓自支撑衬底，所述n型氮化镓自支撑衬底的厚度范围介于300微米-1000微米之间。