人工晶体学报

作者：张敏, 姜永京, 肖继宗, 谢胜杰, 刘南柳, 王琦, 童玉珍, 张国义, 王新强, 刘强

单位：1.北京大学东莞光电研究院，东莞 523808；2.北京大学物理学院，北京 100871

关键词：GaN单晶,钠助熔剂法,晶体生长,自分离,界面应力,

基金：国家重点研发计划(2022YFB3605202)

基于异质衬底制备的氮化镓器件已广泛应用于通信和消费电子行业。然而，尖端研究仍聚焦于采用自支撑氮化镓单晶衬底的同质外延器件开发，旨在利用同质外延技术更优越的材料特性来进一步提升器件性能。在众多氮化镓衬底制备技术中，钠助熔剂法被视为下一代大尺寸商用氮化镓单晶衬底的主流候选制造技术之一。本文报道的基于钠助熔剂法的工艺技术，在生长熔体中加入的微量锂金属可在生长过程中缓慢溶解蓝宝石衬底，此过程与在生长边缘不断积累的应力协同作用，最终实现了蓝宝石衬底与氮化镓外延层完整的自分离。该技术成功实现了毫米级无裂纹氮化镓单晶的制备，生长所得氮化镓单晶表面呈现镜面特征，并可观察到毫米尺度的六方形小丘显微形貌。本文报道的自分离工艺有助于开发工艺步骤更为简化的基于钠助熔剂法制备氮化镓单晶衬底的技术路线。

来源：2026年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2026年第4期