[发明专利]一种外延片退火方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种外延片退火方法。

背景技术

优良的p 型导电GaN 的获得到目前为止仍然是需要深入研究解决的难题，GaN 中的一些杂质和缺陷的行为都强烈影响其电学特性，空穴浓度是与Mg 的被激活量成正比，如何激活p层中Mg离子得到更多的空穴成为技术难点。由于在GaN 的生长过程中Mg 会与高温生长氛围下氨气分解产生的氢结合形成Mg-H络合物，使GaN 呈现高阻性，因此需将直接生长完成后的GaN 在高温下进行退火处理而使Mg 激活，从而获得较高的p 型电导。传统的退火方法，通常采用在某一适当温度下，通入N₂，然后退火一段时间来激活Mg的方法。这种退火工艺，假如温度过高会破坏量子阱，温度过低又没办法激活Mg，而且退火时间也难以把握好，即便是调到了适当的温度和时间，激活效果也只是一般，因为不同的量子阱生长温度也会需要不同的退火温度，最终会导致整个外延片的电学特性不好而且亮度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种外延片退火方法，实现了对p层激活程度的大幅提升，使整个外延片的电学特性和亮度得到较大改善。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种外延片退火方法，所述方法包括以下步骤：

S1、提供一个外延片，在外延片的p型氮化物表面布置至少一个导电球，所述导电球与外延片的p型氮化物表面紧密接触，然后将导电球与退火炉内的低压交流电电极连接；

S2、在退火炉内通入N₂和O₂的混合气体，将退火炉内的温度升到800-1000℃的高温状态；

S3、打开退火炉传送门，将放置有外延片的载物台快速推进退火炉内并关闭，让外延片在通有交流电的短时间高温状态下完成退火；

S4、将退火炉的温度降到450-650℃的低温状态，提高O₂在混合气体中所占的比例；

S5、让外延片在通有交流电的低温状态下完成退火，然后将退火炉传送门打开，取出外延片。

本发明提供的外延片退火方法中，通过在外延片的表面布置至少一个导电球，使导电球与外延片的p型氮化物表面紧密接触，然后通过退火炉内的低压交流电电极与导电球连接给外延片通入低压交流电，以提供电子协助打破Mg-H络合物的化学键，使电子在高温状态下与H+结合形成H0，然后在外延片表面与 O₂中的O原子结合跑掉，由于高温时间较短，不会破坏量子阱结构，而且高温有利于打断Mg-H键；然后在低温状态下进行第二步退火，进一步激化Mg，加大氧气流量让更多的H0与O₂中的O原子结合带走H0。本发明提供的这种退火方法，不仅节约了退火的时间，还会使p层激活的程度大为提升，使外延片的亮度和电学特性都得到很好的改善。

附图说明

图1是本发明提供的外延片退火方法的流程示意图。

图2是本发明提供的外延片退火方法中导电球的一种布置结构示意图。

图3是图2中导电球布置的剖视结构示意图。

图4是本发明提供的外延片退火方法中导电球的另一种布置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1所示，一种外延片退火方法，所述方法包括以下步骤：

S1、提供一个外延片，在外延片的p型氮化物表面布置至少一个导电球，所述导电球与外延片的p型氮化物表面紧密接触，然后将导电球与退火炉内的低压交流电电极连接；

S2、在退火炉内通入N₂和O₂的混合气体，将退火炉内的温度升到800-1000℃的高温状态；

S3、打开退火炉传送门，将放置有外延片的载物台快速推进退火炉内并关闭，让外延片在通有交流电的短时间高温状态下完成退火；

S4、将退火炉的温度降到450-650℃的低温状态，提高O₂在混合气体中所占的比例；

S5、让外延片在通有交流电的低温状态下完成退火，然后将退火炉传送门打开，取出外延片。