[发明专利]一种自分离制备GaN单晶衬底的方法

权利要求书

1.一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在异质衬底上制备GaN外延层，以获得GaN复合衬底；

S2，在上述GaN复合衬底的异质衬底上穿孔，所述穿孔连接至GaN外延层；

S3，将步骤S2中有穿孔的GaN复合衬底置于装有金属镓与金属助溶剂混合溶液的坩埚中，坩埚置于高压反应釜内；

S4，在步骤S3中的高压反应釜内通入高纯氮气，调整高压反应釜内温度和压强，采用外延生长工艺生长GaN厚膜材料，金属助溶剂通过所述穿孔与GaN外延层接触，异质衬底和GaN厚膜材料自分离，最终得到GaN单晶衬底。

2.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在步骤S2的异质衬底上穿孔的步骤中，所述穿孔的深度需穿透异质衬底直至GaN外延层。

3.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在步骤S2的异质衬底上穿孔的步骤中，可采用激光辐射穿孔和机械化学穿孔的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在步骤S2的异质衬底上穿孔的步骤中，所述穿孔的形状包括圆形、方形、六角形、三角形、十字形、米字型和不规则形状的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在步骤S3的金属助溶剂可为碱金属或碱土金属溶剂。

6.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在步骤S1的GaN复合衬底的制备可采用MOCVD工艺或HVPE工艺的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，所述异质衬底为蓝宝石、SiC、硅或金刚石材料的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，GaN外延层可为GaN单层结构或GaN与InGaAlN缓冲层结合的多层结构。

9.根据权利要求1所述的一种自分离制备GaN单晶衬底的方法，其特征在于，在高压反应釜中可外延生长单片GaN厚膜材料或多片GaN厚膜材料同时生长，以得到单片或多片GaN单晶衬底。