[发明专利]单晶自支撑衬底的制作方法

权利要求书

1.一种单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

1)提供一衬底；

2)使用HVPE设备，在所述衬底上生长β-Ga₂O₃缓冲层；

3)使用所述HVPE设备，在不含氢气的氮气气氛下，在所述缓冲层上生长GaN外延层；

4)使用所述HVPE设备，通入含氢气的气体，在分解温度下使β-Ga₂O₃缓冲层完全分解，实现GaN外延层与所述衬底分离；

5)使用所述HVPE设备进行GaN外延，使所述GaN外延层的厚度增加至目标厚度，以获得单晶自支撑衬底。

2.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述衬底为c面蓝宝石衬底，所述β-Ga₂O₃缓冲层为(-201)面β-Ga₂O₃缓冲层。

3.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述β-Ga₂O₃缓冲层厚度为10纳米～10微米。

4.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤3)在所述缓冲层上生长GaN外延层的温度为1000℃以上，所述GaN外延层的厚度为50微米～150微米。

5.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)包括：将HVPE设备的温度设置为890℃以上，通入氢气和含氮气体，使β-Ga₂O₃缓冲层完全分解，实现GaN外延层与所述衬底分离，其中，所述β-Ga₂O₃缓冲层分解的产物全为气态。

6.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)包括：将HVPE设备的温度降至600℃～890℃，通入氢气和含氮气体，使β-Ga₂O₃缓冲层完全分解，实现GaN外延层与所述衬底分离，其中，所述β-Ga₂O₃缓冲层分解的产物包括液态镓。

7.根据权利要求5或6所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述氢气和含氮气体的流量比为1:10～10:1之间。

8.根据权利要求5或6所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)所述含氮气体包括氨气和氮气中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)包括：将HVPE设备的温度降至600℃以下，通入氢气，使β-Ga₂O₃缓冲层完全分解，实现GaN外延层与所述衬底分离，其中，所述β-Ga₂O₃缓冲层分解的产物包括液态镓。

10.根据权利要求1所述的单晶自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤5)所述的目标厚度为大于或等于250微米。