[發明專利]一種外延片退火方法

有效

• 申請號: 201110288045.X
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103021844A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 柯創基;張旺
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種外延片退火方法。

背景技術

優良的p?型導電GaN?的獲得到目前為止仍然是需要深入研究解決的難題，GaN?中的一些雜質和缺陷的行為都強烈影響其電學特性，空穴濃度是與Mg?的被激活量成正比，如何激活p層中Mg離子得到更多的空穴成為技術難點。由于在GaN?的生長過程中Mg?會與高溫生長氛圍下氨氣分解產生的氫結合形成Mg-H絡合物，使GaN?呈現高阻性，因此需將直接生長完成后的GaN?在高溫下進行退火處理而使Mg?激活，從而獲得較高的p?型電導。傳統的退火方法，通常采用在某一適當溫度下，通入N₂，然后退火一段時間來激活Mg的方法。這種退火工藝，假如溫度過高會破壞量子阱，溫度過低又沒辦法激活Mg，而且退火時間也難以把握好，即便是調到了適當的溫度和時間，激活效果也只是一般，因為不同的量子阱生長溫度也會需要不同的退火溫度，最終會導致整個外延片的電學特性不好而且亮度不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種外延片退火方法，實現了對p層激活程度的大幅提升，使整個外延片的電學特性和亮度得到較大改善。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種外延片退火方法，所述方法包括以下步驟：

S1、提供一個外延片，在外延片的p型氮化物表面布置至少一個導電球，所述導電球與外延片的p型氮化物表面緊密接觸，然后將導電球與退火爐內的低壓交流電電極連接；

S2、在退火爐內通入N₂和O₂的混合氣體，將退火爐內的溫度升到800-1000℃的高溫狀態；

S3、打開退火爐傳送門，將放置有外延片的載物臺快速推進退火爐內并關閉，讓外延片在通有交流電的短時間高溫狀態下完成退火；

S4、將退火爐的溫度降到450-650℃的低溫狀態，提高O₂在混合氣體中所占的比例；

S5、讓外延片在通有交流電的低溫狀態下完成退火，然后將退火爐傳送門打開，取出外延片。

本發明提供的外延片退火方法中，通過在外延片的表面布置至少一個導電球，使導電球與外延片的p型氮化物表面緊密接觸，然后通過退火爐內的低壓交流電電極與導電球連接給外延片通入低壓交流電，以提供電子協助打破Mg-H絡合物的化學鍵，使電子在高溫狀態下與H+結合形成H0，然后在外延片表面與?O₂中的O原子結合跑掉，由于高溫時間較短，不會破壞量子阱結構，而且高溫有利于打斷Mg-H鍵；然后在低溫狀態下進行第二步退火，進一步激化Mg，加大氧氣流量讓更多的H0與O₂中的O原子結合帶走H0。本發明提供的這種退火方法，不僅節約了退火的時間，還會使p層激活的程度大為提升，使外延片的亮度和電學特性都得到很好的改善。

附圖說明

圖1是本發明提供的外延片退火方法的流程示意圖。

圖2是本發明提供的外延片退火方法中導電球的一種布置結構示意圖。

圖3是圖2中導電球布置的剖視結構示意圖。

圖4是本發明提供的外延片退火方法中導電球的另一種布置結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參考圖1所示，一種外延片退火方法，所述方法包括以下步驟：

S1、提供一個外延片，在外延片的p型氮化物表面布置至少一個導電球，所述導電球與外延片的p型氮化物表面緊密接觸，然后將導電球與退火爐內的低壓交流電電極連接；

S2、在退火爐內通入N₂和O₂的混合氣體，將退火爐內的溫度升到800-1000℃的高溫狀態；

S3、打開退火爐傳送門，將放置有外延片的載物臺快速推進退火爐內并關閉，讓外延片在通有交流電的短時間高溫狀態下完成退火；

S4、將退火爐的溫度降到450-650℃的低溫狀態，提高O₂在混合氣體中所占的比例；

S5、讓外延片在通有交流電的低溫狀態下完成退火，然后將退火爐傳送門打開，取出外延片。