CN111128688B

CN111128688B - n型氮化镓自支撑衬底的制作方法

Info

Publication number: CN111128688B
Application number: CN201911407202.7A
Authority: CN
Inventors: 卢敬权; 何进密; 任俊杰
Original assignee: Sino Nitride Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sino Nitride Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111128688A

Abstract

本发明提供一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，包括：在蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层及非掺杂氮化镓层；剥离蓝宝石衬底，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底；去除非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分；在非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层，获得n型厚氮化镓自支撑衬底；去除n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层；对n型厚氮化镓自支撑衬底进行研磨抛光，获得n型氮化镓自支撑衬底。本发明的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，在n型厚氮化镓自支撑衬底具有不同程度翘曲的情况下，可以将n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层完全去除，得到n型氮化镓自支撑衬底。

Description

n型氮化镓自支撑衬底的制作方法

技术领域

本发明属于半导体材料制造领域，特别是涉及一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法。

背景技术

二十世纪末，为了实现高频、高效率及大功率等优异性能电子电力器件的制备，以氮化镓为代表的第三代宽禁带半导体材料加快了发展进程。氮化镓(GaN)由于其优异性能，可应用于制备高功率高频器件等其它特殊条件下工作的半导体器件而得到广泛研究与应用。GaN外延层的晶体质量是实现高性能GaN基器件的根本保障。而采用GaN单晶衬底实现同质外延是提高GaN外延层晶体质量与GaN基器件的主要途径。

目前，蓝绿光激光二极管以及垂直结构氮化镓功率电子器件需要n型氮化镓自支撑衬底。当前的制备方法是先外延生长非掺杂的氮化镓厚膜，然后通过激光剥离方法去除衬底，接着在非掺杂的氮化镓厚膜上同质外延n型氮化镓厚膜，最后通过研磨抛光方法将非掺杂厚膜层去除，从而得到n型氮化镓自支撑衬底。在以上工艺方法中，在起始阶段生长非掺杂的氮化镓厚膜，是因为在起始阶段生长n型氮化镓厚膜层良率低下，难以保证不裂片。这来源于掺杂原子(Si或Ge)的引入导致的膜层内应力的改变。另外，研磨抛光工序因为自支撑衬底存在着翘曲，为了保证所得衬底的厚度，难以完全去除非掺杂层。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，用于解决现有技术中非掺杂层去除不完整的问题，提升整体的制作良率。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，所述制作方法包括步骤：1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层；2)在所述氮化镓模板层上外延生长非掺杂氮化镓层；3)利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底；4)去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分；5)在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层，获得n型厚氮化镓自支撑衬底；6)去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层；7)对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行抛光，以获得n型氮化镓自支撑衬底。

可选地，步骤1)利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)工艺沉积所述氮化镓模板层，所述氮化镓模板层的厚度介于2微米-10微米之间。

可选地，步骤2)采用氢化物气相外延(HVPE)工艺于所述氮化镓模板层上进行外延生长，形成所述非掺杂氮化镓层，所述非掺杂氮化镓层的厚度介于100微米-450微米之间。

可选地，步骤4)采用物理方法或者化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，所去除的所述底层部分的厚度介于50微米-220微米之间，步骤6)采用物理方法或者化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂薄氮化镓自支撑衬底，所去除的所述底层部分的厚度介于50微米-220微米之间。

可选地，步骤4)及步骤6)去除所述底层部分的去除速率介于20微米/小时-100微米/小时之间。

可选地，步骤4)及步骤6)所述的物理方法包括激光烧蚀去除及等离子刻蚀中的一种，所述化学方法包括磷酸腐蚀及碱腐蚀中的一种。

可选地，所述激光烧蚀所用激光器包括气体激光器、固体激光器及半导体激光器中的一种。

可选地，所述激光器功率为0.1-15W。

可选地，所述等离子刻蚀选用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃。

可选地，在进行所述化学方法去除所述底层部分前，还包括在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底或n型厚氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤。

可选地，步骤5)采用氢化物气相外延工艺于所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上进行外延生长，形成所述n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的厚度介于400微米-1000微米之间。

可选地，步骤7)采用研磨抛光设备对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行多次抛光，然后进行切边及倒角处理，以获所述n型氮化镓自支撑衬底，所述n型氮化镓自支撑衬底的厚度范围介于300微米-1000微米之间。

如上所述，本发明的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，具有以下有益效果：

本发明的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，在n型厚氮化镓自支撑衬底具有不同程度翘曲的情况下，可以将n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层完全去除，得到n型氮化镓自支撑衬底。

本发明通过配置各步骤中的外延厚度及去除厚度，制造出适用于工业生产的n型氮化镓自支撑衬底，在半导体材料及器件制造领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1～图8显示为本发明的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法各步骤所呈现的结构示意图。

元件标号说明

101 蓝宝石衬底

102 氮化镓模板层

103 非掺杂氮化镓层

1031 底层部分

1032 顶层部分

104 n型氮化镓层

201 耐酸光刻胶

301 耐碱光刻胶

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在n型氮化镓的外延生长过程中，外延薄膜中存在着应力，该应力主要是晶格失配应力和热失配应力。晶格失配应力主要由蓝宝石衬底和氮化镓晶体晶格常数不匹配以及掺杂原子的引入导致的晶格畸变造成的；热失配应力主要是由于两者热胀系数不同，而氮化镓外延片又是在800℃以上的高温状态下生长的，生长完毕降温后，两者的晶格收缩比例有很大不同，因此造成了彼此之间的晶格互相牵制。为了减少应力的影响，n型氮化镓的外延生长的起始阶段，生长的是非掺杂氮化镓厚膜层，最后通过研磨抛光去除该非掺杂氮化镓厚膜层。但是，研磨抛光前的n型氮化镓自支撑衬底在应力作用下会有不同程度的翘曲，使得非掺杂氮化镓厚膜层往往难以通过研磨抛光完全去除。要完全去除非掺杂氮化镓厚膜层，需要去除更大的厚度，使得所得自支撑衬底偏薄。而要得到足够厚度的n型氮化镓自支撑衬底，在研磨抛光前加厚的n型氮化镓自支撑衬底容易在应力作用下裂片。

为了解决上述问题，本实施例提供一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

步骤1)，提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层；例如，可以利用金属有机物化学气相沉积工艺沉积所述氮化镓模板层，所述氮化镓模板层的厚度介于2微米-10微米之间。

步骤2)，在所述氮化镓模板层上外延生长非掺杂氮化镓层。例如，可以采用氢化物气相外延工艺于所述氮化镓模板层上进行外延生长，形成所述非掺杂氮化镓层，所述非掺杂氮化镓层的厚度介于100微米-450微米之间。

步骤3)，利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底；

步骤4)，去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分。例如，可以采用物理方法或者化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，所去除的所述底层部分的厚度介于50微米-220微米之间。去除所述底层部分的去除速率介于20微米/小时-100微米/小时之间。

具体地，所述物理方法包括激光烧蚀去除及等离子刻蚀中的一种，所述化学方法包括磷酸腐蚀及碱腐蚀中的一种。其中，所述激光烧蚀所用激光器包括气体激光器、固体激光器及半导体激光器中的一种。所述激光器功率为0.1-15W。所述等离子刻蚀选用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃。

具体地，若采用化学方法，在进行所述化学方法去除所述底层部分前，还包括在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤。

步骤5)，在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层，获得n型厚氮化镓自支撑衬底。例如，可以采用氢化物气相外延工艺于所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上进行外延生长，形成所述n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的厚度介于400微米-1000微米之间。

步骤6)，去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层；例如，采用物理方法或者化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层，所去除的所述非掺杂层的厚度介于50微米-220微米之间。去除所述非掺杂层的去除速率介于20微米/小时-100微米/小时之间。

具体地，所述的物理方法包括激光烧蚀去除及等离子刻蚀中的一种，所述化学方法包括磷酸腐蚀及碱腐蚀中的一种。其中，所述激光烧蚀所用激光器包括气体激光器、固体激光器及半导体激光器中的一种。所述激光器功率为0.1-15W。所述等离子刻蚀选用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃。

具体地，若采用化学方法，在进行所述化学方法去除所述非掺杂层前，还包括在所述n型厚氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤。

步骤7)，对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行抛光，以获得n型氮化镓自支撑衬底。例如，可以采用研磨抛光设备对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行多次抛光，然后进行切边及倒角处理，以获所述n型氮化镓自支撑衬底，所述n型氮化镓自支撑衬底的厚度范围介于300微米-1000微米之间。

如图1～图8所示，在一个具体的实施过程中，所述n型氮化镓自支撑衬底的制作方法包括步骤：

如图1所示，首先进行步骤1)，提供一蓝宝石衬底101，在蓝宝石衬底101上利用金属有机物化学气相沉积工艺MOCVD外延4微米-6微米厚的氮化镓，以作为后续生长的氮化镓模板层102。

如图2所示，然后进行步骤2)，在所述氮化镓模板层102上利用氢化物气相外延工艺HVPE外延总厚度为150-450微米的非掺杂氮化镓层103，得到蓝宝石/氮化镓复合衬底。

如图3所示，接着进行步骤3)，进行激光剥离(Laser lift-off，LLO)：将蓝宝石/氮化镓复合衬底翻转，使得蓝宝石衬底101朝上，在800℃高温及氮气气氛下使用激光器照射蓝宝石/氮化镓界面，使蓝宝石/氮化镓复合衬底中的蓝宝石衬底与氮化镓分离，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底，其包含氮化镓模板层102及非掺杂氮化镓层103。

其中，所述激光器为气体激光器、固体激光器及半导体激光器中的一种，所述激光器波长可以为355纳米或266纳米。

如图4～图6所示，然后进行步骤4)，采用物理方法或者化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分。

在一实施例中，如图4所示，使用激光器将由3)所得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分去除掉，去除部分包括氮化镓层模板层102及非掺杂氮化镓层的底层部分1031，去除的总厚度为50-220微米，去除速率介于20-100微米/小时，例如，可以为20微米/小时，保留下来的氮化镓层部分包含非掺杂氮化镓层的顶层部分1032，在此过程中，氮化镓模板层102先于非掺杂氮化镓层的底层部分1031被烧蚀掉。本实施例采用激光器去除所述薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分，具有工艺简单，工艺成本低、工艺效率高的优点。

其中，所述激光器为气体激光器、固体激光器及半导体激光器中的一种。所述激光器波长≤10.8微米，所述激光器功率为1-10W。

在另一实施例中，如图4所示，使用感应耦合等离子体刻蚀法(ICP刻蚀)将由3)所得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分去除掉，去除部分包括氮化镓层模板层102及非掺杂氮化镓层的底层部分1031，去除的总厚度为50-220微米，去除速率介于20-100微米/小时，例如，可以为20微米/小时，保留下来的氮化镓层部分包含非掺杂氮化镓层的顶层部分1032，在此过程中，氮化镓模板层102先于非掺杂氮化镓层的底层部分1031被刻蚀掉。其中，所述ICP刻蚀可以选用Cl₂和BCl₃为刻蚀气体。本实施例采用感应耦合等离子体刻蚀法(ICP刻蚀)去除薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分，具有工艺精度高、基本无残留等优点。

在又一实施例中，使用热磷酸将由步骤3)所得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分去除掉。首先，如图5所示，在非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的非掺杂氮化镓层103表面上旋涂一定厚度的耐酸光刻胶201，并将其整体显影，以使此面不受后续化学腐蚀工艺影响，例如，所述耐酸光刻胶201可以为正胶或负胶，厚度大于2微米，以保证其保护作用。接着，将非掺杂薄氮化镓自支撑衬底浸入热磷酸溶液中，去除晶体质量最差的部分，去除部分包括氮化镓模板层102及非掺杂氮化镓层的底层部分1031，去除的总厚度为50-220微米，去除速率介于20-100微米/小时，例如，可以为50微米/小时，保留下来的氮化镓层部分包含非掺杂氮化镓层的顶层部分1032，在此过程中，氮化镓模板层102先于非掺杂氮化镓层的底层部分1031被腐蚀掉。其中，所述热磷酸温度大于100℃，质量浓度为70-90％。本实施例采用热磷酸溶液去除晶体质量最差的部分，具有十分高效的去除速率，可以大大提高整体的工艺效率。

在另一实施例中，使用热氢氧化钾将由3)所得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的部分去除掉。首先，如图6所示，在非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的非掺杂氮化镓层103表面上旋涂一定厚度的耐碱光刻胶301，并将其整体显影，以使此面不受后续化学腐蚀工艺影响，例如，所述耐碱光刻胶301可以为正胶或负胶，厚度大于2微米，以保证其保护作用。接着，将非掺杂薄氮化镓自支撑衬底浸入氢氧化钾溶液中，去除晶体质量最差的部分，去除部分包括氮化镓模板层102及非掺杂氮化镓层的底层部分1031，去除的总厚度为50-220微米，去除速率介于20-100微米/小时，例如，可以为50微米/小时，保留下来的非掺杂氮化镓层的顶层部分1032，在此过程中，氮化镓模板层102先于非掺杂氮化镓层的底层部分1031被腐蚀掉。其中，所述氢氧化钾温度大于60℃，摩尔浓度为1-3mol/L。本实施例采用氢氧化钾溶液去除晶体质量最差的部分，具有十分高效的去除速率，可以大大提高整体的工艺效率。

通过去除该晶体质量最差的底层部分，可以大大降低所保留的非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中的应力，从而可以在后续外延加厚的过程中有效降低位错密度，减少非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的应力，降低后续外延加厚过程的裂片率。

接着，进行步骤5)，如图7所示，在步骤4)所得的非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层104，获得n型厚氮化镓自支撑衬底，例如，可以采用氢化物气相外延工艺于所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上进行外延生长，形成所述n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的厚度介于400微米-1000微米之间。可选地，所述n型氮化镓层中的掺杂剂含有原子硅或锗。

然后，进行步骤6)，采用物理方法或者化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层，所去除的所述非掺杂层的厚度介于50微米-220微米之间，如图8所述，保留的为n型氮化镓层104。去除方法如步骤4)所述，在此不再描述。

可选地，所述去除的非掺杂层为非掺杂氮化镓层的顶层部分1032。当然，在具体的实施过程中，被去除的还可以包括少量n型氮化镓层104，以保证非掺杂层的绝对去除。

步骤7)，对所述n型氮化镓厚自支撑衬底进行多次研磨抛光，以获得最终的n型氮化镓自支撑衬底。例如，可以采用研磨抛光设备对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行多次研磨抛光，然后进行切边、倒角处理，以获得最终的n型氮化镓自支撑衬底，所述最终的氮化镓自支撑衬底的厚度范围介于300微米-1000微米之间。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：

1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底整个上表面形成氮化镓模板层；

2)在所述氮化镓模板层上外延生长非掺杂氮化镓层；

3)利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得非掺杂薄氮化镓自支撑衬底，所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底由于热失配应力存在翘曲；

4)去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，以减少非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的应力；

5)在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上外延生长n型氮化镓层，获得n型厚氮化镓自支撑衬底；

6)去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层；

7)对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行研磨抛光，以获得n型氮化镓自支撑衬底。

2.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤1)利用金属有机物化学气相沉积工艺沉积所述氮化镓模板层，所述氮化镓模板层的厚度介于2微米-10微米之间。

3.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤2)采用氢化物气相外延工艺于所述氮化镓模板层上进行外延生长，形成所述非掺杂氮化镓层，所述非掺杂氮化镓层的厚度介于100微米-450微米之间。

4.根据权利要求3所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)采用物理方法或者化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，所去除的所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分的厚度介于50微米-220微米之间，步骤6)采用物理方法或者化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层，所去除的所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层的厚度介于50微米-220微米之间。

5.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分及步骤6)去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层的去除速率介于20微米/小时-100微米/小时之间。

6.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)及步骤6)所述的物理方法包括激光烧蚀去除及等离子刻蚀中的一种，所述化学方法包括磷酸腐蚀及碱腐蚀中的一种。

7.根据权利要求6所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述激光烧蚀所用激光器包括半导体激光器。

8.根据权利要求7所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述激光器功率为0.1-15W。

9.根据权利要求6所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：所述等离子刻蚀选用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃。

10.根据权利要求4所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：在进行所述化学方法去除所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分前，还包括在所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤；或者，在进行所述化学方法去除所述n型厚氮化镓自支撑衬底底部的非掺杂层前，还包括在所述n型厚氮化镓自支撑衬底的上表面形成腐蚀保护层的步骤。

11.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤5)采用氢化物气相外延工艺于所述非掺杂薄氮化镓自支撑衬底上进行外延生长，形成所述n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的厚度介于400微米-1000微米之间。

12.根据权利要求1所述的n型氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤7)采用研磨抛光设备对所述n型厚氮化镓自支撑衬底进行多次研磨抛光，然后进行切边及倒角处理，以获所述n型氮化镓自支撑衬底，所述n型氮化镓自支撑衬底的厚度范围介于300微米-1000微米之间。