[发明专利]通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法

权利要求书

1.一种通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)采用金属有机化学气相沉积的方法在c面蓝宝石衬底或6H-SiC衬底上外延生长2μm-5μm厚的GaN薄膜，得到GaN外延片。

(2)采用湿法腐蚀的方法对GaN外延片进行Ga面腐蚀，形成到达衬底的腐蚀坑；

(3)将经过步骤(2)处理的外延片进行N面具有顶点朝向衬底的锥形结构的制备；

(4)将步骤(3)处理后的GaN外延片从溶液中取出放入水中以停止锥形结构的形成，结束N面锥形结构制备过程；

(5)将步骤(4)处理后的外延片清洗、吹干后，放入氢化物气相外延生长系统中进行GaN单晶的生长；

(6)GaN单晶生长结束后经过氢化物气相外延生长系统的降温过程，GaN单晶从蓝宝石衬底上自剥离，得到自支撑GaN单晶。

2.根据权利要求1所述通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法，其特征是，所述步骤(2)中湿法腐蚀的方法是使用质量浓度70％-85％的H₃PO₄溶液在180-220℃对GaN外延片进行腐蚀，腐蚀时间10分钟-15分钟。

3.根据权利要求1所述通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法，其特征是，所述步骤(2)中湿法腐蚀的方法是使用浓磷酸和浓硫酸按体积比1:1-1:5比例的混合酸，在170-270℃对GaN外延片腐蚀10分钟-20分钟。

4.根据权利要求1所述通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法，其特征是，所述步骤(3)中进行N面具有顶点朝向衬底的锥形结构的制备的方法是，浸入质量浓度为50％-70％的H₃PO₄溶液，加热到80-100℃保持60分钟-120分钟。

5.根据权利要求1所述通过制备N面锥形结构衬底获得自支撑GaN单晶的方法，其特征是，所述步骤(3)中进行N面具有顶点朝向衬底的锥形结构的制备的方法是，浸入浓度为2-8mol/L浓度的KOH溶液，加热到80-100℃保持60分钟-180分钟。