[发明专利]一种使用图形化退火多孔结构进行GaN单晶生长的方法

摘要

一种使用图形化退火多孔结构进行GaN单晶生长的方法，包括以下步骤：（1）在GaN外延片上制备SiO₂图形掩膜；（2）将带有SiO₂图形掩膜的GaN外延片在真空炉内高温退火；（3）将退火后的带有SiO₂图形掩膜的GaN外延片形成多孔GaN衬底；（4）将多孔GaN衬底HVPE外延生长，得到GaN单晶。该方法通过GaN外延片图形掩膜制备、高温退火、清洗干燥以及HVPE法生长，最后得到了高质量的GaN单晶，并有利于外延生长的GaN单晶自剥离形成自支撑衬底，这种方法制作简单、工艺成熟，能够提高外延生长GaN单晶的质量，有利于实现GaN单晶与异质衬底的自剥离，适合批量生产。

主权项

一种使用图形化退火多孔结构进行GaN单晶生长的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）在GaN外延片上制备SiO₂图形掩膜，GaN外延片的厚度为2μm‑5μm，SiO₂掩膜为四方排列的开孔或者六方排列的开孔，SiO₂掩膜厚度为50nm‑100nm，开孔周期为60μm‑150μm，开孔直径为10μm‑15μm；（2）将带有SiO₂图形掩膜的GaN外延片在真空炉内，1200‑1300℃下高温退火60分钟‑90分钟；（3）将退火后的带有SiO₂图形掩膜的GaN外延片在去离子水中超声清洗5分钟，然后在浓磷酸中漂洗1分钟‑5分钟，用去离子水冲洗干净；然后在25℃‑53℃丙酮和25℃‑73℃乙醇溶液中分别清洗1分钟‑5分钟，用去离子水冲洗干净，再用氢氟酸漂洗20秒‑5分钟去除SiO₂层，用去离子水冲洗干净，氮气烘干，形成多孔GaN衬底；（4）将多孔GaN衬底通过HVPE外延生长，得到GaN单晶。