[發明專利]一種富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法及其裝置

在審

• 申請號: 201910579337.5
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110405345A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 謝小柱;李儉國
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/12;B23K35/38
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

S1.利用富氧環境的構建裝置，將富氧容器固定于激光加工裝置工作臺上，從容器的開口放入待加工半導體材料，用套有U型橡膠密封圈的石英玻璃蓋住開口以將容器密閉，先關閉第一管道、第二管道、第三管道，開啟第四管道使用接有真空表的真空泵排空容器內的空氣至真空表顯示-0.1Mpa后關閉真空泵，然后關閉第三管道，從第一管道和第二管道分別輸入氧氣和空氣，在氣體混合室內得到氧氣濃度為21～99％的氣體，再開啟第三管道輸出富氧氣體10～30s，至真空表顯示0.03Mpa時關閉第一管道、第二管道和第三管道完成構建容器的富氧環境；

S2.調整激光加工裝置的工作臺，使激光束透過石英玻璃蓋從開口進入到富氧容器內，并聚焦至待加工的半導體材料的表面，然后設定加工圖形與加工參數，運行加工程序，即實現第三代半導體材料的表面改性。

2.根據權利要求1所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，步驟S1中所述的構建富氧環境是由具有高氧化活性的液體環境提供。

3.根據權利要求2所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，所述的具有高氧化活性的液體環境是在容器中加入30％的過氧化氫水溶液，并將半導體材料放置該液體中提供，液面沒過材料上表面5～10mm。

4.根據權利要求1所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，步驟S2中所述加工參數為激光功率、頻率、掃描速度、掃描間距、加工次數、激光焦點位置。

5.根據權利要求4所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，所述的激光功率為0.1～3W，頻率為75K～610KHz，掃描速度為20～400mm/s，掃描間距為1～40μm，加工次數為1～100次，激光焦點位于正離焦0～1.5mm。

6.根據權利要求1所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法，其特征在于，所述半導體材料為SiC、GaN、Si或GaAs。

7.一種實現根據權利要求1-6任一項所述的富氧環境中第三代半導體材料的表面改性方法的富氧環境的構建裝置，其特征在于，所述富氧環境的構建裝置包括富氧容器、氣體混合室和激光加工裝置，所述氣體混合室與所述富氧容器通過管道連接，所述激光加工裝置包括激光發射器和工作臺，所述激光發射器產生的激光從富氧容器上方入射；所述的富氧容器固定在所述激光加工裝置的工作臺上，在所述富氧容器的上表面設有開口，所述開口用套有U型橡膠密封圈的石英玻璃密封，所述氣體混合室設置有氧氣含量檢測裝置，所述氣體混合與所述富氧容器通過第三管道連接。

8.根據權利要求7所述富氧環境的構建裝置，其特征在于，所述管道設有第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道均安裝有節流閥，所述第四管道外接真空泵。

9.根據權利要求7所述富氧環境的構建裝置，其特征在于，所述氣體混合室內設置氧氣含量檢測器。

10.根據權利要求8所述富氧環境的構建裝置，其特征在于，所述第一管道、第二管道的位置高度低于所述第三管道，所述第三管道的位置高度低于所述第四管道，所述高度差大于40mm。