[发明专利]制造第III族氮化物半导体单晶的方法及制造GaN衬底的方法

权利要求书

1.一种用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，所述方法包括：

制备籽晶的籽晶制备步骤，所述步骤包括在底层上形成由Al_XIn_YGa_(1-X-Y)N(0＜X，0≤Y，X+Y≤1)制成的掩模层，从而形成其中所述底层的一部分覆盖有所述掩模层并且其中所述底层的剩余部分未覆盖有所述掩模层的籽晶；

在包含至少碱金属的熔体中对所述底层的未覆盖有所述掩模层的露出部分进行回熔的籽晶蚀刻步骤；以及

在包含至少第III族金属和碱金属的熔融混合物中在所述籽晶上生长第III族氮化物半导体单晶的半导体单晶形成步骤。

2.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶蚀刻步骤中，通过回熔露出所述底层的小平面。

3.根据权利要求2所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述半导体单晶形成步骤中，在所述籽晶上生长所述第III族氮化物半导体单晶以使所述小平面不被所述第III族氮化物半导体单晶掩盖。

4.根据权利要求3所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述半导体单晶形成步骤中，形成由所述小平面和所述第III族氮化物半导体单晶限定的非晶部分。

5.根据权利要求4所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，所述非晶部分是填充有熔融混合物的空间。

6.根据权利要求3所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶蚀刻步骤中，通过回熔不露出所述底层的c面。

7.根据权利要求2所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述半导体单晶形成步骤中，在所述籽晶上生长所述第III族氮化物半导体单晶以使所述小平面不被所述第III族氮化物半导体单晶掩盖。

8.根据权利要求7所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶蚀刻步骤中，通过回熔露出所述底层的c面。

9.根据权利要求2所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，所述小平面是{1，0，-1，1}晶面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶制备步骤中，通过移除所述掩模层的区域的全部厚度和移除穿过所述底层的部分厚度的对应区域来在所述底层中形成多个沟槽。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶制备步骤中，所述掩模层由AlGaN层形成。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶制备步骤中，所述掩模层中的Al组成比X调整到0.02至1.00。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，在所述籽晶制备步骤中，所述掩模层的所述厚度调整到2nm至2μm。

14.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，所述籽晶制备步骤还包括在形成所述掩模层之前形成作为底层的GaN层的底层形成步骤。

15.一种用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，所述方法包括：

制备具有作为最外层的含Al的第III族氮化物半导体层的籽晶的籽晶制备步骤；

通过包含至少第III族金属和碱金属的熔融混合物与包含至少氮的气体的反应在所述籽晶上生长第III族氮化物半导体单晶的步骤，同时所述籽晶的回熔抑制到500nm或更小。

16.根据权利要求15所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，所述含Al的第III族氮化物半导体层是AlGaN层。

17.根据权利要求16所述的用于制造第III族氮化物半导体单晶的方法，其中，所述第III族金属是Ga，所述碱金属是Na，以及待生长的所述第III族氮化物半导体晶体是GaN晶体。