大尺寸GaN厚膜衬底材料自剥离制备研究

本项目针对用HVPE在蓝宝石上生长GaN厚膜衬底材料剥离困难的现状，从失配应力形成机理出发，利用MOCVD-HVPE复合工艺开展GaN厚膜衬底材料Si基底上的自剥离制备研究。重点是通过包含新型应力协变层（如ZrN）的失配应力调控结构的设计制备来缓解和消除GaN厚膜衬底材料的晶格失配应力和热膨胀失配应力，并结合具有高温自分解功能的解耦合层（如InAlN）设计，实现Si基底从GaN厚膜材料上自剥离，研制出具有自主知识产权的4英寸无支撑GaN衬底材料（位错密度低于10的7次方每平方厘米），为GaN器件的进一步发展扫除障碍。

本项目针对HVPE在蓝宝石上生长GaN厚膜衬底材料剥离困难的现状，从失配应力形成机理出发，利用MOCVD-HVPE复合工艺开展GaN厚膜衬底材料的自剥离制备研究。本项目通过在GaN材料MOCVD生长过程中引入新型的InGaN弱键合层的适配盈利调控结构的设计制备缓和异质外延生长GaN材料的晶格失配应力和热膨胀失配应力，通过调节InGaN弱键合层的厚度等工艺条件实现GaN材料的MOCVD无应力生长。同时利用InGaN弱键合层自分解的特性实现了HVPE制备的GaN厚膜材料的自剥离，并对HVPE方法制备的GaN厚膜材料的生长工艺和应力等进行了研究。