[发明专利]氮化镓体单晶及其生长方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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，属于半导体技术领域。

背景技术

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-GaN或者是在蓝宝石上进行外延生长MOCVD-GaN，MBE-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。

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、机械研磨、电化学刻蚀以及孔洞辅助的方法实现自支撑氮化镓的获得，异质外延孔洞辅助的方法主要采用掩模以及化学刻蚀第一层MOCVD-GaN，而后进行HVPE法或者MOCVD法氮化镓的生长，现有技术主要通过控制生长条件，在籽晶以上进行生长助熔剂氮化镓微孔层，技术方法较为复杂，基于籽晶回溶形成回溶坑进行助熔剂法同质外延生长产生孔洞来辅助氮化镓分离的方法还未被使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氮化镓体单晶及其生长方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例一方面提供了一种可实现籽晶重复利用的氮化镓体单晶的生长方法，其包括：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。

本发明实施例另一方面提供了一种由所述的生长方法制备的氮化镓体单晶。

与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明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。

附图说明

图1a是本发明一典型实施案例中提供的一种氮化镓体单晶生长过程的原理示意图；

图1b是本发明一典型实施案例中提供的一种氮化镓体单晶生长方法各个阶段生长样品的原理示意图；

图2是本发明一典型实施案例中提供的一种助熔剂氮化镓体单晶生长及其籽晶重复利用的原理示意图；

图3是本发明一典型实施案例中生长的一种助熔剂氮化镓体单晶与籽晶的结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例中生长的一种助熔剂氮化镓体单晶界面处的电镜图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。