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龙图腾网恭喜中国科学院半导体研究所;中科镓(深圳)半导体科技有限公司申请的专利氮化镓单晶片及其制备方法和应用获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118727136B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411114498.4，技术领域涉及：C30B23/02；该发明授权氮化镓单晶片及其制备方法和应用是由杨少延;李成明;陈庆庆;刘祥林;杨瑞;王奕程;张文冠;胡阿龙设计研发完成，并于2024-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本氮化镓单晶片及其制备方法和应用在说明书摘要公布了：本发明提供了一种氮化镓单晶片的制备方法，可应用于半导体技术领域。该方法包括：准备硅单晶衬底；采用脉冲磁控溅射工艺在硅单晶衬底上制备第一外延层；采用原位退火工艺将第一外延层中的锌组分完全热分解析出，得到第二外延层；采用脉冲磁控溅射工艺在第二外延层上外延生长氮化镓单晶薄膜模板层；按第一预设降温速率降低温度至室温；采用气相外延工艺，在氮化镓单晶薄膜模板层上生长氮化镓单晶厚膜外延层；按第二预设降温速率降低温度至室温；以及将氮化镓单晶厚膜外延层与其他部分剥离，并加工氮化镓单晶厚膜外延层得到氮化镓单晶片。本发明还提供了一种氮化镓单晶片及其应用。

本发明授权氮化镓单晶片及其制备方法和应用在权利要求书中公布了：1.一种氮化镓单晶片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：准备硅单晶衬底；采用脉冲磁控溅射工艺在所述硅单晶衬底上制备第一外延层；采用原位退火工艺将所述第一外延层中的锌组分完全热分解析出，得到第二外延层；采用脉冲磁控溅射工艺在所述第二外延层上外延生长氮化镓单晶薄膜模板层；按第一预设降温速率降低温度至室温，得到与所述硅单晶衬底弱键合解耦合的无裂纹低应力的氮化镓单晶薄膜模板层；采用气相外延工艺，在所述氮化镓单晶薄膜模板层上生长氮化镓单晶厚膜外延层；按第二预设降温速率降低温度至室温，以使所述氮化镓单晶厚膜外延层从所述硅单晶衬底上完整自剥离；以及将其他部分从所述氮化镓单晶厚膜外延层上剥离，并加工所述氮化镓单晶厚膜外延层得到氮化镓单晶片，其中，所述第一外延层包括依次设置的氮化铝单晶薄膜阻挡层、第一铝锌氧多晶薄膜层、镁锌氧多晶薄膜层、第二铝锌氧多晶薄膜层和氮化铝多晶薄膜层；以及所述第二外延层包括依次设置的氮化铝单晶薄膜阻挡层、第一多孔氧化铝应力协变层、多孔氧化镁应力协变层、第二多孔氧化铝应力协变层和氮化铝单晶薄膜成核层，其中，所述采用脉冲磁控溅射工艺在所述硅单晶衬底上制备第一外延层，包括：调节加热温度至650℃-750℃，以高纯金属铝靶为靶材、高纯氮气为反应气体、高纯氩气为溅射气体，采用反应脉冲直流磁控溅射单靶溅射沉积工艺，在所述硅单晶衬底上形成氮化铝单晶薄膜阻挡层；调节加热温度至550℃-650℃，以高纯金属铝和高纯金属锌为靶材、高纯氧气为反应气体、高纯氩气为溅射气体，采用反应脉冲直流磁控溅射双靶共溅射沉积工艺，在所述氮化铝单晶薄膜阻挡层上形成第一铝锌氧多晶薄膜层，其中，所述第一铝锌氧多晶薄膜层具有单一C轴择优取向；以及所述第一铝锌氧多晶薄膜层中锌元素的摩尔浓度为30%-50%；调节加热温度至450℃-550℃，以高纯金属镁和高纯金属锌为靶材、高纯氧气为反应气体、高纯氩气为溅射气体，采用反应脉冲直流磁控溅射双靶共溅射沉积工艺，在所述第一铝锌氧多晶薄膜层上形成镁锌氧多晶薄膜层，其中，所述镁锌氧多晶薄膜层具有单一C轴择优取向；以及所述镁锌氧多晶薄膜层中锌元素的摩尔浓度为65%-85%；调节加热温度至550℃-650℃，以高纯金属铝和高纯金属锌为靶材、高纯氧气为反应气体、高纯氩气为溅射气体，采用反应脉冲直流磁控溅射双靶共溅射沉积工艺，在所述镁锌氧多晶薄膜层上形成第二铝锌氧多晶薄膜层，其中，所述第二铝锌氧多晶薄膜层具有单一C轴择优取向；以及所述第二铝锌氧多晶薄膜层中锌元素的摩尔浓度为30%-50%；以及调节加热温度至650℃-750℃，以高纯金属铝为靶材、高纯氮气为反应气体、高纯氩气为溅射气体，采用反应脉冲直流磁控溅射单靶溅射沉积工艺，在所述第二铝锌氧多晶薄膜层上形成氮化铝多晶薄膜层，其中，所述氮化铝多晶薄膜层具有单一C轴择优取向；所述采用原位退火工艺将所述第一外延层中的锌组分完全热分解析出，得到第二外延层，包括：调节加热温度至850℃-950℃，在氢气气氛下对所述第一外延层进行退火0.5h-5h，以将所述第一铝锌氧多晶薄膜层、所述镁锌氧多晶薄膜层以及所述第二铝锌氧多晶薄膜层中的锌组分分解并从所述氮化铝多晶薄膜层中的晶粒间隙和晶界析出，形成包含不同纳米孔隙度的第一多孔氧化铝应力协变层、多孔氧化镁应力协变层以及第二多孔氧化铝应力协变层；以及调节加热温度至1000℃-1200℃，在氨气气氛下退火1h-10h，以将所述氮化铝多晶薄膜层中的晶粒融合合并重结晶，形成氮化铝单晶薄膜成核层，其中，所述氮化铝单晶薄膜成核层的位错密度不高于1×109cm-2；以及所述氮化铝单晶薄膜成核层的表面平整度不高于1.0nm。

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