[发明专利]用于二维电子气结构的退火炉

权利要求书

1.一种退火炉，包括：

炉体，包括：

基座；

罩，气密地覆盖所述基座以限定退火空间，所述基座上设置有用于向所述退火空间充入气体的气体入口和用于从所述退火空间排出气体的气体出口；

样品台，设置在所述退火空间中且在所述基座上以用于支承退火样品；

加热部件，设置在所述样品台内部以加热所述样品台；

温度传感器，设置在所述样品台上以感测退火温度；以及

气路限定部件，具有筒状并且设置为在所述基座上围绕所述样品台，所述气体入口和所述气体出口之一位于所述基座的被所述气路限定部件围绕的部分中，所述气体入口和所述气体出口中的另一个位于所述基座的被所述气路限定部件围绕的部分外；以及

控制系统，包括：

电源，用于给所述加热部件提供加热功率；以及

温度控制部件，用于基于温度控制信息和所述温度传感器感测到的退火温度来生成温度控制信号，并且使用所述温度控制信号来控制所述电源提供给所述加热部件的加热功率。

2.如权利要求1所述的退火炉，其中，所述气路限定部件的上端与所述样品台的上表面平齐或者比之更高。

3.如权利要求1所述的退火炉，

其中，所述炉体还包括：

设置在所述基座与所述罩之间的密封圈；以及

设置在所述基座上以支承所述样品台的支架，且

其中，所述控制系统还包括：

气压计，用于监视所述退火空间中的气压；

流量计，用于控制通过所述气体入口向所述退火空间提供气体的流速；以及

壳体，所述控制系统的其他部件设置在所述壳体内，并且所述炉体设置在所述壳体上方。

4.如权利要求1所述的退火炉，其中，所述气体出口通过第一气体通道连接到抽气泵，并且还通过第二气体通道连接到外部大气环境。

5.一种使用权利要求1所述的退火炉对二维电子气结构进行退火的方法，包括：

提供二维电子气结构并且将其放置到所述样品台上，所述二维电子气结构具有形成在衬底上的半导体异质结或量子阱以及形成在所述半导体异质结或量子阱上的电极；

对所述退火空间执行洗气步骤，包括将所述退火空间抽至预定真空度，然后充入退火气氛气体以达到一个大气压，重复该过程两次或更多次；

执行退火气氛设定步骤，包括按预定流量持续向所述退火空间充入退火气氛气体，并且将所述气体出口连通至外部大气环境；以及

执行加热步骤，包括将所述二维电子气结构加热至预定温度并且在该预定温度下保持预定时间。

6.如权利要求5所述的退火方法，其中，所述二维电子气结构包括AlGaAs/GaAs异质结或量子阱，

其中，所述电极包括形成在所述AlGaAs/GaAs异质结或量子阱上的Pd层、形成在Pd层上的Ge层、以及形成在Ge层上的Au层，且

其中，所述退火气氛气体是氢/氮混合气体。

7.如权利要求6所述的退火方法，其中，所述预定温度在440℃至480℃的范围，所述预定时间在10分钟至1小时的范围。

8.如权利要求6所述的退火方法，其中，在所述加热步骤执行完成后，停止对所述二维电子气结构进行加热，而继续向所述退火空间充入退火气氛气体，以冷却所述二维电子气结构。