本發明公開了一種助熔劑法生長極低位錯密度氮化鎵單晶的方法，包括：于氮化鎵襯底上設置圖形化掩膜；以所述氮化鎵襯底作為籽晶，利用液相外延方法生長獲得低位錯密度氮化鎵單晶；對所述低位錯密度氮化鎵單晶進行位錯選擇腐蝕，并對腐蝕區域進行填埋處理，獲得包含有填埋物的氮化鎵單晶，再以包含有填埋物的氮化鎵單晶作為籽晶，利用液相外延方法生長獲得極低位錯密度氮化鎵單晶。較之現有技術，本發明可以基于助熔劑法液相外延生長工藝，利用兩步法獲得極低位錯密度氮化鎵單晶，工藝簡單易操作，成本低廉，可以實現極低位錯密度氮化鎵單晶的大規模生產。

技術領域

本發明涉及一種氮化物單晶的制備方法，特別涉及一種助熔劑法生長極低位錯密度氮化鎵單晶的方法。

背景技術

助熔劑法(Na Flux method)生長氮化鎵(GaN)單晶具有諸多優勢，是目前國際上公認的可實現高質量、大尺寸氮化鎵體單晶產業化生產的生長技術之一。低位錯密度的氮化鎵單晶是獲得高性能、高可靠性氮化鎵光電器件和微波功率器件的重要基礎保障。助熔劑法生長體系中，外延氮化鎵晶體中的位錯主要來自于生長初期所用的外延襯底。因此，如何有效實現襯底中的位錯在外延過程中的湮滅和增殖抑制，是獲得低位錯密度GaN單晶的關鍵。助熔劑法液相外延生長氮化鎵單晶所用的籽晶，通常為異質襯底上外延的氮化鎵(GaN on SiC/Al₂O₃)或自支撐氮化鎵(Freestanding-GaN)，通過控制生長條件，可實現生長初期氮化鎵主要以三維島狀生長模式為主，進而使得三維島內的位錯通過島合并方式進行湮滅，然而，該種方式只對高位錯密度(穿透位錯密度10⁶～10⁸/cm²)的氮化鎵襯底有效，對于位錯密度較低的氮化鎵襯底并不有效。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種極低位錯密度氮化鎵單晶及其助熔劑法生長方法，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種助熔劑法生長極低位錯密度氮化鎵單晶的方法，其包括：

于氮化鎵襯底上設置圖形化掩膜；

以所述氮化鎵襯底作為籽晶，利用液相外延方法生長獲得低位錯密度(10⁴～10⁶cm^-2)氮化鎵單晶；

對所述低位錯密度氮化鎵單晶進行位錯選擇腐蝕，并對腐蝕區域進行填埋處理，獲得包含有填埋物的氮化鎵單晶；以及

以包含有填埋物的氮化鎵單晶作為籽晶，利用液相外延方法生長獲得極低位錯密度(10²～10⁴cm^-2)氮化鎵單晶。

在一些實施方案中，所述助熔劑法生長極低位錯密度氮化鎵單晶的方法具體包括：對所述低位錯密度氮化鎵單晶進行位錯選擇腐蝕，使得穿透位錯區域形成孔洞結構，而未被腐蝕區域為無穿透位錯區域或低穿透位錯區域。

本發明實施例還提供了由前述任一種方法制備的極低位錯密度氮化鎵單晶。

進一步地，所述極低位錯密度氮化鎵單晶中的位錯密度為10²～10⁴cm^-2。

較之現有技術，本發明可以基于助熔劑法液相外延生長工藝，利用兩步法獲得極低位錯密度氮化鎵單晶，工藝簡單易操作，成本低廉，可以實現極低位錯密度氮化鎵單晶的大規模生產。

附圖說明

圖1是本發明一典型實施方案中一種助熔劑法生長極低位錯密度氮化鎵單晶的工藝原理圖。

圖2是本發明一典型實施案例中獲得的一種低位錯密度氮化鎵單晶的陰極熒光(CL)測試圖；