[發明專利]一種砷化鎵晶體的退火方法及得到的砷化鎵晶片

在審

• 申請號: 201811125280.3
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109112637A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 朱鐵軍;談笑天;肖亞東
• 申請（專利權）人: 漢能新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;C30B29/42
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陳丹;張奎燕

本申請公開了一種砷化鎵晶體的退火方法，所述方法包括下述步驟：將砷化鎵晶棒切割成晶片；在真空條件下、砷蒸氣氣氛中，對所述晶片進行退火。還公開了通過所述砷化鎵晶體的退火方法制備得到的砷化鎵晶片。本申請的砷化鎵晶體的退火方法能夠提高得到的砷化鎵晶片的電性能和表面質量，從而提高晶片的成品率。

技術領域

本申請涉及但不限于砷化鎵晶體生長技術，尤其涉及但不限于一種砷化鎵晶體的退火方法及得到的砷化鎵晶片。

背景技術

砷化鎵(Gallium Arsenide，GaAs)是繼Ge、Si之后的第二代半導體材料。由于砷化鎵單晶的電子遷移率高(是硅的5～6倍)、禁帶寬度大、且為直接帶隙，所以砷化鎵單晶容易被制成半絕緣材料。此外，砷化鎵單晶還具有本征載流子濃度低、光電特性好、耐熱、抗輻射性能好和對磁場敏感等優良特性。制備GaAs單晶的方法有液封直拉法(LiquidEncapsulated Czochralski，LEC)、水平布里奇曼法(Horizontal Bridgman，HB)、垂直布里奇曼法(Vertical Bridgman，VB)和垂直梯度凝固法(Vertical Gradient Freeze，VGF)。

目前，在砷化鎵晶體制備過程中，通常是先形成砷化鎵晶棒，然后對晶棒進行退火處理，最后將退火后的晶棒切割成晶片。該制備砷化鎵晶片的加工工藝難度大，成品率不高。而且，制備得到的砷化鎵晶片的表面質量如光點缺陷(Light Point Defect，Lpd)值和電性能指標相對于退火前的晶棒并沒有實質上的變化。因此，目前的晶片加工工藝有較大的改進空間。

發明內容

以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權利要求的保護范圍。

本申請提供了一種工藝簡單的砷化鎵晶體的退火方法，該方法能夠提高得到的砷化鎵晶片的電性能和表面質量，從而提高晶片的成品率。

具體地，本申請提供了一種砷化鎵晶體的退火方法，所述方法包括下述步驟：

將砷化鎵晶棒切割成晶片；

在真空條件下、砷蒸氣氣氛中，對所述晶片進行退火。

在本申請實施例中，所述砷蒸氣氣氛的砷壓可以為5×10⁴-7×10⁴帕。

在本申請實施例中，所述在真空條件下、砷蒸氣氣氛中，對所述晶片進行退火可以包括：

將砷和所述晶片分別放入真空容器的第一區和第二區，將所述真空容器抽真空至1×10^-7-1×10^-5帕，分別將所述第一區和所述第二區加熱至1000-1200攝氏度，并且在加熱過程中通過分別控制對所述第一區和所述第二區的加熱速率，使所述砷轉化為砷蒸氣的時間晚于所述晶片的溫度達到610-620攝氏度的時間；

將所述第一區和所述第二區在1000-1200攝氏度下各自保溫5-15小時；

分別將所述第一區和所述第二區冷卻至室溫，并且在冷卻過程中通過分別控制對所述第一區和所述第二區的降溫速率，使所述砷蒸氣完全轉化為砷的時間早于所述晶片的溫度達到610-620攝氏度的時間。

在本申請實施例中，所述分別將所述第一區和所述第二區加熱至1000-1200攝氏度可以包括：

同時開始對所述第一區和所述第二區加熱，以80-100攝氏度/小時的加熱速率將所述第一區從室溫加熱至520-550攝氏度，然后以50-60攝氏度/小時的加熱速率將所述第一區從520-550攝氏度加熱至1000-1200攝氏度；

以95-115攝氏度/小時的加熱速率將所述第二區從室溫加熱至610-620攝氏度，然后以40-55攝氏度/小時的加熱速率將所述第二區從610-620攝氏度加熱至1000-1200攝氏度；以及