CN102208331A

CN102208331A - 晶体生长方法及衬底的制作方法

Info

Publication number: CN102208331A
Application number: CN 201110089507
Authority: CN
Inventors: 庄德津; 刘良宏
Original assignee: Qingdao Aluminum & Gallium Photoelectric Semiconductors Co Ltd
Current assignee: Qingdao Aluminum & Gallium Photoelectric Semiconductors Co Ltd
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2031-04-11
Also published as: CN102208331B

Abstract

本发明提供一种衬底制作方法和晶体生长方法，所述衬底制作方法通过重复交替生长具有第一晶面取向和第二晶面取向的晶棒，从晶棒中按照晶面取向切下来所需取向的晶片来获得高质量(低应力、低位错密度)、大尺寸的单晶衬底，无需采用激光剥离或应力自剥离，能够实现大批量的工业生产，降低了制作成本。

Description

晶体生长方法及衬底的制作方法

技术领域

本发明涉及半导体材料制造技术领域，特别涉及一种晶体生长方法及衬底的制作方法。

背景技术

第三代半导体材料由于其能量禁带一般大于3.0电子伏，因此又被称为宽禁带半导体。宽禁带半导体如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)及氮化铟(InN)具有传统的硅基和砷化镓基半导体所不具备的优异性能并能够满足大功率、高温高频和高速半导体器件的工作要求，在汽车及航空工业、医疗、军事和普通照明方面的应用前景十分广泛。其中，氮化镓、氮化铝和氮化铟统称为III族氮化物。

典型的以III族氮化物为基础的半导体器件包括可以发射蓝绿光和紫外光的发光二极管和激光器、太阳目眩探测器、高能量凝聚态开关和整流器以及高能量密度微波晶体管。迄今为止，III族氮化物电子器件的起始材料-氮化镓和氮化铝衬底还没有实现工业化生产。这种电子器件均以异质衬底上的外延薄膜为起始材料进行器件制作，但是异质衬底和外延薄膜之间的晶格常数和热膨胀系数的差异会导致较高的位错密度和应力，而高位错密度和应力不仅会增加器件加工难度，而且会降低器件的可靠性。

目前的器件制备工艺中，常采用蓝宝石和碳化硅作为异质衬底，但是异质衬底在下游的器件制备和封装过程中导致外延层翘曲或开裂，严重影响器件的性能和成本。以蓝光LED为例，由于外延层和异质衬底的热膨胀系数差异，在外延生长过程当中，整个外延层连同异质衬底会翘曲，导致温度分布不均匀，进而导致器件的工作波长不一致。由于蓝光LED最终产品的波长是非常重要的指标，目前工业化生产的蓝光LED产品合格率仅为20％至25％，剩余的不合格产品只能用做低端应用。更为重要的是，一些高精度器件，例如激光发生器要求使用低位错密度和无应力的均质外延薄膜。同时，非极性面衬底是进一步消除压电效应，提高器件性能如出光效率的有效途径。所以，III族氮化物衬底材料的工业化生产已经成为宽禁带半导体工业发展的主要瓶颈和障碍。

因此，业内提出两种形成自支撑衬底的方法(在形成外延之后，制备器件之前，去除异质衬底，留下外延薄膜)：

(1)激光剥离法。异质衬底上外延层生长之后，使用小于异质衬底禁带能量并大于外延层材料禁带能量的激光在异质衬底面扫描整个外延层，使得外延层和异质衬底之间产生液相和气相，从而降低了两者的连接强度，实现外延层与异质衬底的剥离，形成自支撑衬底。

(2)应力自剥离法。外延层生长之前，先在异质衬底表面制作一弱键化层，例如使用薄金属层等作为弱键化层，然后进行降温处理，通过控制降温速率等方法实现外延层与异质衬底的剥离，形成自支撑衬底。

尽管上述两种自支撑衬底技术解决了外延生长过程中的翘曲问题，但自支撑衬底的成本非常高，这是由其技术特点决定的。首先，激光剥离法中使用的激光光束截面积较小，扫描时间较长，产量有瓶颈；其次，激光剥离法和应力自剥离法的产率非常低，不能应用于大规模工业化生产，因此制作成本非常高，从而不能用于高亮度高功率LED的生产。

另外，自支撑衬底由于起始材料还是异质衬底，在自支撑衬底当中仍然有高密度的位错，不适合用于高端器件如激光器生长所需的衬底。

最后，自支撑衬底一般为极性面且厚度小于1毫米，无法通过切割手段获得大尺寸非极性面。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种衬底的制作方法及晶体生长方法，能够以较低的制造成本形成高质量的衬底，包括极性、非极性面和半极性面。

为解决上述问题，本发明提供一种衬底制作方法，包括：

步骤S1：将多个晶种按照基本相同的晶面取向，即第一晶面，拼接设置成第一生长基底，所述第一生长基底表面具有各个晶种之间的接缝；

步骤S2：进行第一晶面的晶体生长，即在第一生长基底上生长出第一晶棒；

步骤S3：平行于或相交于第一晶棒生长方向，从第一晶棒中切下第一晶片，确保第一晶片尺寸仍然大于目标尺寸且其接缝个数少于第一晶面上的接缝个数；

步骤S4：对第一晶片进行表面处理，以形成第二生长基底，所述第二生长基底具有第二晶面的晶面取向；

步骤S5：进行第二晶面的晶体生长，即在第二生长基底上生长出第二晶棒；

步骤S6：平行于或相交于第二晶棒，从第二晶棒中切下第二晶片，确保第二晶片尺寸仍然大于目标尺寸且其接缝个数少于第一晶片上的接缝个数；

步骤S7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底；

步骤S8：重复步骤S2至步骤S7，即交替进行第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长，在步骤S3或步骤S6终止，最后形成的第一晶片或第二晶片中没有接缝，从而获得单晶晶片。

步骤S9：以步骤S8所述单晶晶片为晶种形成衬底。

可选的，所述第一晶面和第二晶面为极性面、非极性面、或半极性面。

优选的，所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金。

优选的，所述第一生长基底或第二生长基底的尺寸大于衬底的目标尺寸。

可选的，所述拼接采用粘结的方式。

所述第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长采用HVPE方法，或者，所述第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长采用PVT方法。

对第一晶片或第二晶片进行表面处理包括：

利用切磨抛或化学机械抛光方法使晶片内的接缝面积最小化，

还原去除表面的氧化物，

在接缝处生长具有较低表面能的掩膜。

第一晶棒和第二晶棒的生长过程中，通过生长条件控制使横向生长速率与纵向生长速率的比例大于0.5或甚至大于1，所述生长条件包括III/V比率、温度或压力。

相应的，本发明还提供一种晶体生长方法，包括：

步骤T1：将多个晶种按照基本相同的晶面取向，即第一晶面，拼接设置成第一生长基底，所述第一生长基底表面具有各个晶种之间的接缝；

步骤T2：进行第一晶面的晶体生长，即在第一生长基底上生长出第一晶棒；

步骤T3：平行于或相交于第一晶棒生长方向，从第一晶棒中切下第一晶片，确保第一晶片尺寸仍然大于目标尺寸且其接缝个数少于第一晶面上的接缝个数；

步骤T4：对第一晶片进行表面处理，以形成第二生长基底；

步骤T5：进行第一晶面的晶体生长，即在第二生长基底上生长出第二晶棒。

所述的晶体生长方法还包括：

步骤T6：平行于或相交于第二晶棒生长方向，从第二晶棒中切下第二晶片，确保第二晶片尺寸仍然大于目标尺寸且其接缝个数少于第一晶片上的接缝个数；

步骤T7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底；

步骤T8：重复步骤T2至步骤T7，即交替进行第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长，在其中的任一步骤终止。

优选的，所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金，所述第一晶面和第二晶面为极性面、非极性面、或半极性面。

所述第一晶棒或第二晶棒包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例的衬底制作方法通过重复交替生长具有第一晶面取向和第二晶面取向的晶棒，从晶棒中按照晶面取向切下来所需取向的晶片来获得高质量(低应力、低位错密度)的单晶衬底，无需采用激光剥离或应力自剥离，能够实现大批量的工业生产，降低了制作成本。

其次，由于用于拼接生长基底的小尺寸晶种具有非常低的位错密度(10³～10⁴cm^-2)，因此外延生长的晶棒中位错密度小于10⁵cm^-2，同时，由于同质外延或同族异质外延的热膨胀系数失配较小，可以生长6-7厘米或以上长度的大尺寸晶棒，进而实现大尺寸衬底的制作。

此外，在传统的异质衬底上生长的外延层一般均为极性面(c-plane)，受限于外延层厚度，制备非极性面晶片非常困难。而在本实施例中，由于同质外延或同族异质外延生长的晶棒较长，顺着生长方向切割下来第一晶片即为非极性面或半极性面。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例中衬底制作方法的流程图；

图2至图7为本发明实施例中衬底制作方法的过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，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。

目前，高质量(即位错密度低于10⁵cm^-2)氮化物单晶衬底的直径普遍小于25毫米，这类小尺寸衬底上制备的电子器件由于没有规模效应，成本较高；而在异质衬底(如蓝宝石和碳化硅)上外延生长的氮化物外延晶片虽然直径等于或大于50毫米，但位错密度较高，通常为10⁸～10¹⁰cm^-2。

因此，宽禁带半导体器件(氮化铝或氮化镓)的研究热点之一在于，如何利用小尺寸的极性面(c-plane)的氮化物晶种制备大尺寸(50毫米直径以上)氮化物体晶，并且具有高质量(位错密度小于等于10⁵cm^-2)和低应力，另外，利用极性面氮化物晶种获得非极性面(a-plane或m-plane)氮化物单晶衬底的方法也是业内感兴趣的问题。

基于此，本发明采用小尺寸、高质量的极性面晶种拼接成大尺寸的晶种，然后使用PVT或HVPE方法制备长于目标衬底尺寸的晶棒，然后考虑晶体取向切出第一晶面的晶片(几百微米至几毫米)，将该晶片表面处理后，再继续其为晶种生长晶棒并再次切割出第二晶面的晶片，如此反复数次后，获得无裂缝的高质量衬底。

下面结合附图，以III族氮化物衬底(包括氮化铝或氮化镓衬底以及它们的合金)为例，详细说明本发明的一个具体实施例。图1为本实施例中衬底制作方法的流程图，图2至图7为本实施例中衬底制作方法的示意图。

如图所示，所述衬底制作方法包括：

步骤S1：将多个晶种按照基本相同的晶面取向，即第一晶面，拼接设置成第一生长基底，所述第一生长基底表面具有各个晶种之间的接缝。

具体的，参见图1和图2，提供衬底托盘(图中未示出)，将多个小尺寸、高质量氮化铝或氮化镓晶种11通过粘结等方式排列在所述衬底托盘上，并且使形成之面积大于衬底目标尺寸的第一基底10，例如衬底目标尺寸为直径100毫米则第一生长基底10的直径为120毫米。

所述小尺寸晶种11为单晶，由XRD等晶向测试技术确定它们的晶面取向并调整排列位置，使得各个小尺寸晶种11的晶体取向相同或近似一致，否则晶棒生长过程会产生应力。

由于小尺寸晶种11的形状通常是不规则的，而且各个晶种的形状也不相同，例如，本实施例中的多个晶种11有四边形、六边形等，所以拼接排列起来使其之间接缝13越小越好。

本实施例中，所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金，所述第一晶面为极性面，即c面。所述“小尺寸晶种”泛指小于目标尺寸如直径2英寸的晶种，一般小于15毫米或25毫米。

步骤S2：进行第一晶面的晶体生长，即在第一生长基底上生长出第一晶棒。

具体的，参见图1和图3，如果晶种11为氮化镓或氮化镓基合金，则采用HVPE方法或PVT方法在第一生长基底10上生长第一晶棒12；如果晶种11为氮化铝或氮化铝基合金，则采用PVT方法或HVPE方法在第一生长基底10上生长第一晶棒12。

由于第一生长基底10由多个小尺寸、单晶晶种拼接而成，在晶体生长过程中，第一晶棒12将基本沿着第一晶面的方向生长，晶棒内部也具有与第一晶片内接缝对应的接缝13。

优选的，第一晶棒12的生长过程中，通过调整生长条件可以控制横向生长速率与纵向生长速率的比例大于0.5甚至1.0，将有助于晶体横向生长以掩盖小尺寸晶种之间的裂缝，此外，也可以控制第一晶棒12较高的生长速率以缩短生长时间。所述生长条件包括III/V比率、温度或压力，其中，III/V比率是指反应物的摩尔比，例如，GaCl₂和NH₃的摩尔比。

步骤S3：平行于或相交于第一晶棒的生长方向，从第一晶棒中切下第一晶片，确保第一晶片尺寸仍然大于目标尺寸且其接缝个数少于第一晶面上的接缝个数。

具体的，参见图3和图4，第一晶棒沿着图中箭头A的方向(垂直于第一晶面)生长，采用晶体切割工艺平行于或相交于第一晶棒生长方向切割第一晶棒12，切割线如图3中虚线B(如果切割方向平行于第一晶棒生长方向，所述第二晶面为非极性面(a面或m面)；如果切割方向相交于第一晶棒生长方向，所述第二晶面为半极性面)，从而可以得到具有第二晶面取向的第一晶片14。由于第一晶棒12中具有与第一生长基底10对应的接缝13，切割线B穿过至少一个接缝13或接缝的交点，则第一晶片14中具有第二晶面的晶面取向，并且具有一条或多条接缝15。

优选的，所述从第一晶棒12中切下第一晶片14沿着第一晶棒12截面的最大尺寸位置，即切割线B穿过晶棒的直径。

步骤S4：对第一晶片进行表面处理，以形成第二生长基底，所述第二生长基底具有第二晶面的晶面取向。

具体的，首先，利用切、磨、抛或化学机械抛光方法使第一晶片14内的接缝面积最小化；然后，还原去除第一晶片14表面的氧化物，以使得第二生长基底具有后续外延生长的条件；第三，在接缝处生长具有较低表面能的掩膜，所述掩膜材料包括SiO₂或SiNx等。此外，可以将第二生长基底加工为圆形(参见图5)。第二生长基底的尺寸大于衬底的目标尺寸。

步骤S5：进行第二晶面的晶体生长，即在第二生长基底上生长出第二晶棒。

与步骤S3类似，所述第二晶面的晶体生长采用HVPE方法或者PVT方法，第二晶棒16的材料可以与第二生长基底的材料相同，也可以不同，例如，第二生长基底的材料为氮化镓或氮化镓基合金，第二晶棒16可以生长氮化铝或氮化铝基合金。

第二晶棒的生长过程中，通过调整工艺参数来控制横向生长速率和纵向生长速率比，可以得到更大尺寸的第二晶棒16和最小尺寸的晶种接缝15。

步骤S6：平行于或相交于第二晶棒生长方向，从第二晶棒中切下第二晶片。

具体的，参见图1、图5和图6，第二晶棒16沿着图中箭头C的方向(垂直于第二晶面)生长，采用晶体切割工艺沿虚线D平行或相交于第二晶棒生长方向切割第二晶棒16，切割线如图5中虚线D。

对于氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金材料的晶棒，所述第一晶面为c面，所述第二晶面为a面或m面或半极性面，切割后从而可以得到第二晶片17。

如果第二晶棒16的生长方向与第一晶棒12的生长方向垂直，切下的第一晶片具有非极性面。优选的，所述切割线D平行于接缝15，并沿着第二晶棒16的直径，所得到的第二晶片17中没有任何接缝留下，为完整的单晶晶片。

步骤S7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底。

具体的，利用切、磨、抛或化学机械抛光方法使第二晶片17的形状和表面平整度达到外延生长要求；接着，还原去除第二晶片17表面的氧化物，以使得第一生长基底(极性面)具有后续外延生长的条件。

最后，在第一生长基底上形成特定厚度的衬底。

本发明的其他实施例中，从第二晶棒16中切下第二晶片17’(见图7)的切割线E穿过至少一个接缝15或接缝的交点，则第二晶片17’中还具有接缝15’，于是，对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底之后还需进行以下步骤：

实际上，步骤S2至步骤S3形成具有非极性面或半极性面的第一晶片，步骤S5至步骤S6形成具有极性面或半极性面的第二晶片，而第二晶棒的生长以第一晶片处理得到的第二生长基底为晶种，第一晶棒的生长以第二晶片处理得到第一生长基底为晶种(首次生长在多个小尺寸晶种拼接的第一生长基底)，如此反复交替生长，并沿着平行于或相交于晶棒生长方向切下晶片作为下次晶体生长的基底，直至没有接缝引入的多晶氮化物晶片出现为止(如接缝15’)，同时，位错密度由于极性、非极性面或半极性面交替生长而降低，最终得到高质量的单晶晶片。

所述单晶晶片的晶片取向由重复交替生长的终止步骤决定，例如，需要得到非极性面的单晶晶片，则可在第一晶棒生长完成后平行于第一晶棒生长方向切下第二晶片(没有接缝)，第二晶片即具有非极性面的晶面取向；需要得到极性面的单晶晶片，则可在第二晶棒生长完成后平行于第二晶棒生长方向切下第一晶片(没有接缝)，第一晶片即具有极性面的晶面取向。

步骤S9：以所述单晶晶片为晶种生长衬底。

将步骤S8所得无接缝的单晶晶片进行表面处理，由于多个晶种拼接的第一生长基底的尺寸大于目标尺寸，此时继续生长单晶，即可得到目标尺寸的氮化物单晶衬底。

传统技术中，由于蓝宝石等异质衬底和外延层的晶格常数和热膨胀系数不同，在异质衬底上制备的外延层中含有大量的位错和应力。位错可以理解为是应力释放的一种形式，当应力达到一定水平，位错无法满足应力释放要求时，外延层就会破裂。因此通常在异质衬底上生长毫米级的外延层具有很大的难度。

氮化铝和氮化镓为同族半导体化合物，其晶格常数差异约为2％，在室温到1000摄氏度范围内两者的热膨胀系数差异可以忽略不计，本实施例中，氮化铝及其合金和氮化镓及其合金可以互为生长基底(同族异质外延)，换言之，可以氮化铝及其合金作为晶种生长氮化镓及其合金的晶棒(第一晶棒或第二晶棒)，也可以氮化镓及其合金作为晶种生长氮化铝及其合金的晶棒。

优选的，本实施例所述衬底制作方法采用同质外延生长技术，即晶棒与生长基底(晶种)有相同的晶格常数和热膨胀系数，例如，在多个拼接的氮化铝晶种上外延生长氮化铝晶棒，在多个拼接的氮化镓晶种上外延生长氮化镓晶棒。

相对于自支撑衬底技术，本实施例的衬底制作方法通过重复交替生长具有第一晶面取向和第二晶面取向的晶棒，从晶棒中按照晶面取向切下来所需取向的晶片来获得高质量(低应力、低位错密度)的单晶衬底，无需采用激光剥离和应力自剥离，能够实现大批量的工业生产，降低了制作成本。

在本实施例中，由于用于拼接生长基底的小尺寸晶种具有非常低的位错密度(10³～10⁴cm^-2)，因此外延生长的晶棒中位错密度小于10⁵cm^-2，同时，由于同质外延或同族异质外延的热膨胀系数失配较小，可以生长6-7厘米或以上长度的晶棒，这在传统的异质衬底上是无法实现的。

此外，在传统的异质衬底上生长的外延层一般均为极性面(c-plane)，受限于外延层厚度，制备而非极性面晶片非常困难。而在本实施例中，由于同质外延或同族异质外延生长的晶棒较长，平行于晶棒生长方向切割下来第一晶片即为非极性面。

相应的，本发明的实施例还提供一种晶体生长方法，包括以下步骤：

步骤T3：平行于或相交于第一晶棒生长方向，从第一晶棒中切下第一晶片；

步骤T4：对第一晶片进行表面处理，以形成第二生长基底；

所述的晶体生长方法以拼接的小尺寸、高质量晶种组成初始的生长基底，然后形成大尺寸的第一晶棒，然后从第一晶棒按照特定的方向切出第一晶片，作为后续第二晶棒的生长基底，从而获得所需尺寸的晶棒。

优选的，交替重复进行第一晶棒和第二晶棒的生长，并平行于或相交于晶棒生长方向切下晶片作为下次晶棒的生长基底，直至切下的晶片没有接缝为止，最终得到高质量的单晶晶片。具体还包括以下的步骤：

步骤T6：平行于或相交于第二晶棒生长方向，从第二晶棒中切下第二晶片；

步骤T7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底；

所述的晶体生长方法可以用于宽禁带氮化物半导体材料的制作，例如所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金，所述第一晶面为极性面，所述第二晶面为非极性面或半极性面，则所述第一晶棒或第二晶棒包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金。

本实施例的优选方案中，III族氮化物的晶体生长方法和衬底制作方法具有以下优点：

1)所述小尺寸晶种为氮化物晶片，在全部工艺过程中没有采用非氮化物异质衬底，因此，应力的积累保持在理论上的最小值。

2)氮化铝与氮化镓晶格常数失配仅为～2％，在氮化铝衬底上外延生长的氮化镓或在氮化镓衬底上外延生长的氮化铝位错密度较低。

3)氮化铝与氮化镓热膨胀系数失配在室温到1000℃范围内可以忽略不计，在氮化铝衬底上外延生长的无开裂氮化镓或氮化镓衬底上外延生长的无开裂氮化铝厚度可达厘米级。

4)氮化铝和氮化镓属于同族化合物且化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。上述晶体生长方法和衬底制作方法不限于制作III族氮化物衬底和晶体，也可以用于制作其他大尺寸、高质量的衬底材料，例如碳化硅，氮化铝碳化硅合金等。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种衬底制作方法，其特征在于，包括：

步骤S7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底；

步骤S9：以步骤S8所述单晶晶片为晶种形成衬底。

2.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，所述第一晶面和第二晶面为极性面、非极性面、或半极性面。

3.根据权利要求2所述的衬底制作方法，其特征在于，所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金。

4.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，所述第一生长基底或第二生长基底的尺寸大于衬底的目标尺寸。

5.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，所述拼接采用粘结的方式。

6.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，所述第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长采用HVPE方法，或者，所述第一晶面的晶体生长和第二晶面的晶体生长采用PVT方法。

7.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，对第一晶片或第二晶片进行表面处理包括：

还原去除表面的氧化物，

在接缝处生长具有较低表面能的掩膜。

8.根据权利要求1所述的衬底制作方法，其特征在于，第一晶棒和第二晶棒的生长过程中，通过生长条件控制使横向生长速率与纵向生长速率的比例大于0.5或甚至大于1，所述生长条件包括III/V比率、温度或压力。

9.一种晶体生长方法，其特征在于，包括：

步骤T4：对第一晶片进行表面处理，以形成第二生长基底；

10.根据权利要求9所述的晶体生长方法，其特征在于，还包括：

步骤T7：对第二晶片进行表面处理，以形成第一生长基底；

11.根据权利要求9或10所述的晶体生长方法，其特征在于，所述晶种包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金，所述第一晶面和第二晶面为极性面、非极性面、或半极性面。

12.根据权利要求9或10所述的晶体生长方法，其特征在于，所述第一晶棒或第二晶棒包括氮化铝、氮化镓、铝镓氮合金、铟镓氮合金或铟镓铝氮合金。