1.一种通过设置温度梯度制备自支撑氮化镓体块单晶的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将籽晶固定在HVPE生长系统的衬底托上并置于高温生长区,使籽晶与NH3出气口的距离为5~20cm,将HPVE生产系统升温至所需温度,控制籽晶与NH3出气口的温度梯度,升温过程中持续通入氮气和氨气;
(2)待温度稳定后,开始通入氯化氢气体,氯化氢气体在低温反应区与Ga反应生成氯化镓,通过载气运输至高温生长区,与氨气反应,在籽晶处外延生长GaN,外延生长温度梯度为‑2 2℃,反应时间为1 2h;
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(3)反应1 2h后,停止通入氯化氢气体,调整高温生长区的温度,使籽晶与氨气出气口~的退火温度梯度为‑3 3℃/cm,在此温度下保温1 2h,实现一次高温退火;
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(4)一次高温退火完成后,继续通入氯化氢气体,使GaN继续外延生长1‑2 h,获得一层GaN多孔结构层;
(5)停止通入氯化氢气体,调整高温生长区的温度,使籽晶与氨气出气口的退火温度梯度为‑3‑3℃/cm,在此温度下保温1 2h,实现二次高温退火;
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(6)二次高温退火完成后,再次通入氯化氢气体,使GaN外延生长2 48h,关闭氯化氢气~体,HVPE生长系统降低至室温;
所述的HVPE生长系统为垂直式HVPE生长系统,原料气体自下而上运输,镓源位于低温反应区,高温生长区包括自下而上设置的第一加热区间、第二加热区间和第三加热区间,籽晶位于高温生长区的第二加热区间。
2.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的第一加热区间高度为100‑200mm,第二加热区间高度为200‑350mm,第三加热区间高度为100‑
200mm。
3.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的第一加热区间温度设定为900‑1100℃,第二加热区间温度设定为1000‑1200℃,第三加热区间温度设定为900‑1200℃。
4.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的低温反应区温度设定为700‑900℃。
5.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,步骤(1)中升温至所需温度的时间为7h。
6.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的外延生长温度梯度和退火温度梯度不同时相等。
7.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的籽晶为MOCVD‑GaN/Al2O3;所述的衬底托与可旋转籽晶杆连接。
8.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓体块单晶的制备方法,其特征在于,所述的升温过程中,持续通入高纯氮气作为氛围气体,同时通入高纯氨气。