一种外延片退火方法技术

本发明专利技术提供一种外延片退火方法，包括步骤：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。本发明专利技术能够使p层激活的程度大为提升，外延片的亮度和电学特性都得到改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体领域，尤其涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，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。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，所述方法包括以下步骤51、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；52、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°C的高温状态；53、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；54、将退火炉的温度降到450-650°C的低温状态，提高O2在混合气体中所占的比例；55、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。本专利技术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HO,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HO与O2中的O原子结合带走HO。本专利技术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是本专利技术提供的外延片退火方法的流程示意图。图2是本专利技术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是本专利技术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专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1所示，，所述方法包括以下步骤51、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；52、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°C的高温状态；53、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；54、将退火炉的温度降到450-650°C的低温状态，提高O2在混合气体中所占的比例；55、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。本专利技术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HO,然后在外延片表面与02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，进一步激活Mg，加大氧气流量让更多的HO与02中的O原子结合带走HO。本专利技术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。作为具体的实施方式，在步骤SI中，先提供一个外延片，在外延片的P型氮化物表面布置至少一个导电球，所述导电球的布置需要与外延片的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即可实现导电。其中，所述导电球只要能够导电且容易与外延片紧密接触即可，具体地，所述导电球为铟球、金球和银球中的一种；优选地，所述导电球为铟球，具体可通过镊子将铟球压在P型氮化物表面，即可实现与外延片的良好接触。进一步，可以选取通过EL (Electroluminescence,电致发光器件)测试的铟球，因为通过EL测试的铟球硬度低，导电性能较好。请参考图2所示，在步骤SI中，为了能够足量且均匀的提供电子，作为一种具体的实施方式，所述外延片的P型氮化物表面布置有四个导电球11，该四个导电球Ii分布于外延片半径的四个平分点上，由此在外延片上形成均匀分布的效果，其中，所述外延片包括衬底13和生长于衬底上的外延层14 ;所述四个导电球11分别通过与低压交流电电极12的连接，给予电极交流电流，即可实现提供电子给整个外延片。其中，所述低压交流电电极的电压大小没有特别的限制，只要能够提供电子即可；作为一种具体的实施例，所述低压交流电电极的电压为5-15伏，如果大于15伏，则有可能会击穿外延片；如果小于5伏，则可能无法提供足量的电子。请参考图3所示，在步骤SI中，进一步为了防止电子提供不够或者不均匀，即更好地为了能够足量且均匀的提供电子，作为另一种具体的实施方式，所述外延片的P型氮化物表面布置有八个导电球21,该八个导电球21分布于外延片半径的八个平分点上，由此在外延片上形成更加均匀的分布效果；所述八个导电球21分别通过与低压交流电电极22的连接，给予电极交流电流，即可实现提供电子给整个外延片。其中，所述低压交流电电极的电压大小与前述第一种实施方式类似。作为具体的实施方式，在步骤S2中，在退火炉内通入队和02的混合气体，将退火炉内的温度升到800-1000°C的高温状态；其中，所述O2在混合气体中所占的体积比为 2-5%，由此可以更好地避免O2过多发生氧化反应。作为具体的实施方式，在步骤S3中，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。其中， 所述高温状态下的退火时间较短，如果时间过长有可能会破坏处延片中的量子阱结构层； 作为另一种具体的实施方式，所述外延片在高温状态下退火的时间为30-60秒，由此可以更好地保护量子阱不被破坏，同时能很好地激活Mg+，时间过长会破坏量子阱，使里边铟扩散，会改变量子阱的厚度和结构等，使外延片亮度变低和波长改变。 作为具体的实施方式，在步骤S4中，将退火炉的温度降到450_650°C的低温状态， 提高O2在混合气体中所占的比例，以进一步让更多的H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外延片退火方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种外延片退火方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤51、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；52、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°C的高温状态；53、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；54、将退火炉的温度降到450-650°C的低温状态，提高O2在混合气体中所占的比例；55、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。2.根据权利要求1所述的外延片退火方法，其特征在于，在步骤SI中，所述导电球为铟球、金球和银球中的一种。3.根据权利要求2所述的外延片退火方法，其特征在于，所述导电球为铟球，通过按压将铟球布置在外延片的P型氮化物表面。4.根据权利要求1所述的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯创基，张旺，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：