[发明专利]高效制备氮化镓衬底的方法

权利要求书

1.一种高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：在硅衬底正反两面上用卤化物气相外延法生长氮化镓厚膜，控制生长条件，使双面氮化镓厚膜的厚度基本相同，酸溶液或碱溶液腐蚀去除硅衬底，得到两片氮化镓厚膜衬底。

2.根据权利要求1所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：在硅衬底正反两面先生长缓冲层，再用卤化物气相外延法生长氮化镓厚膜。

3.根据权利要求2所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：所述缓冲层为氮化镓缓冲层，或者氮化铝缓冲层。

4.根据权利要求3所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：其步骤包括：

(1)清洗硅衬底；

(2)将硅衬底置于HVPE反应器中，低温镓源区升温至850～1000℃(常用温度850℃)，高温生长区升温至450～650℃，开始在硅衬底双面生长氮化镓，厚度为100-1000nm；

(3)低温氮化镓层的生长完成后，保持氨气流量不变，关闭氯化氢，高温区升温至1000～1100℃，调节氨气流量，开启氯化氢，开始双面生长氮化镓厚膜，生长到所需的厚度后，关闭氨气和氯化氢，缓慢降至室温，降温速率为10-20℃/分钟，取出样品；

(4)将样品置于酸溶液或碱溶液中，腐蚀去除硅衬底，得到两片氮化镓厚膜。

5.根据权利要求4所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：步骤(2)中气体流量分别：NH₃流量为1000sccm,NH₃载气氮气流量为2000sccm，通入镓舟的HCl流量为5-10sccm，HCl载气氮气流量为500sccm，总氮气为15000sccm，反应腔体压力为一个大气压，缓冲层生长时间为1-5分钟。

6.根据权利要求4所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：步骤(3)中气体流量分别：NH₃流量为2500sccm,NH₃载气氮气流量为1000sccm，通入镓舟的HCl流量为20-100sccm，HCl载气氮气流量为500sccm，总氮气为15000sccm，反应腔体压力为一个大气压。

7.根据权利要求3所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：其步骤包括：

(1)清洗硅衬底；

(2)在硅衬底双面沉积氮化铝薄膜，厚度为100-1000nm，得到硅基氮化铝模板；

(3)将硅基氮化铝模板置于HVPE反应器中，在氨气保护下开始升温，低温镓源区升温至850-1000℃，高温区升温至1000～1100℃，稳定一段时间后，开启氯化氢，开始双面生长氮化镓厚膜，生长到所需的厚度后，关闭氨气和氯化氢，缓慢降至室温，降温速率为10-20℃/分钟，取出样品；

(4)将样品置于碱溶液或酸溶液中，腐蚀去除硅衬底，得到两片氮化镓厚膜。

8.根据权利要求7所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：所述步骤(2)中在硅衬底双面沉积氮化铝薄膜的方法为金属有机物化学气相沉积、脉冲激光沉积、卤化物气相外延、磁控溅射生长方法。

9.根据权利要求7所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：所述步骤(3)中气体流量分别：NH3流量为2500sccm,NH3载气流量为1000sccm，通入镓舟的HCl流量为20-100sccm，HCl载气流量为500sccm，总氮气为15000sccm，反应腔体压力为一个大气压。

10.根据权利要求4或7所述的高效制备氮化镓衬底的方法，其特征在于：所述酸溶液为氢氟酸与硝酸混合溶液，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。