[发明专利]一种砷化镓晶体的退火方法及得到的砷化镓晶片

说明书

本申请公开了一种砷化镓晶体的退火方法，所述方法包括下述步骤：将砷化镓晶棒切割成晶片；在真空条件下、砷蒸气气氛中，对所述晶片进行退火。还公开了通过所述砷化镓晶体的退火方法制备得到的砷化镓晶片。本申请的砷化镓晶体的退火方法能够提高得到的砷化镓晶片的电性能和表面质量，从而提高晶片的成品率。

技术领域

本申请涉及但不限于砷化镓晶体生长技术，尤其涉及但不限于一种砷化镓晶体的退火方法及得到的砷化镓晶片。

背景技术

砷化镓(Gallium Arsenide，GaAs)是继Ge、Si之后的第二代半导体材料。由于砷化镓单晶的电子迁移率高(是硅的5～6倍)、禁带宽度大、且为直接带隙，所以砷化镓单晶容易被制成半绝缘材料。此外，砷化镓单晶还具有本征载流子浓度低、光电特性好、耐热、抗辐射性能好和对磁场敏感等优良特性。制备GaAs单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，在砷化镓晶体制备过程中，通常是先形成砷化镓晶棒，然后对晶棒进行退火处理，最后将退火后的晶棒切割成晶片。该制备砷化镓晶片的加工工艺难度大，成品率不高。而且，制备得到的砷化镓晶片的表面质量如光点缺陷(Light Point Defect，Lpd)值和电性能指标相对于退火前的晶棒并没有实质上的变化。因此，目前的晶片加工工艺有较大的改进空间。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种工艺简单的砷化镓晶体的退火方法，该方法能够提高得到的砷化镓晶片的电性能和表面质量，从而提高晶片的成品率。

具体地，本申请提供了一种砷化镓晶体的退火方法，所述方法包括下述步骤：

将砷化镓晶棒切割成晶片；

在真空条件下、砷蒸气气氛中，对所述晶片进行退火。

在本申请实施例中，所述砷蒸气气氛的砷压可以为5×10⁴-7×10⁴帕。

在本申请实施例中，所述在真空条件下、砷蒸气气氛中，对所述晶片进行退火可以包括：

将砷和所述晶片分别放入真空容器的第一区和第二区，将所述真空容器抽真空至1×10^-7-1×10^-5帕，分别将所述第一区和所述第二区加热至1000-1200摄氏度，并且在加热过程中通过分别控制对所述第一区和所述第二区的加热速率，使所述砷转化为砷蒸气的时间晚于所述晶片的温度达到610-620摄氏度的时间；

将所述第一区和所述第二区在1000-1200摄氏度下各自保温5-15小时；

分别将所述第一区和所述第二区冷却至室温，并且在冷却过程中通过分别控制对所述第一区和所述第二区的降温速率，使所述砷蒸气完全转化为砷的时间早于所述晶片的温度达到610-620摄氏度的时间。

在本申请实施例中，所述分别将所述第一区和所述第二区加热至1000-1200摄氏度可以包括：

同时开始对所述第一区和所述第二区加热，以80-100摄氏度/小时的加热速率将所述第一区从室温加热至520-550摄氏度，然后以50-60摄氏度/小时的加热速率将所述第一区从520-550摄氏度加热至1000-1200摄氏度；

以95-115摄氏度/小时的加热速率将所述第二区从室温加热至610-620摄氏度，然后以40-55摄氏度/小时的加热速率将所述第二区从610-620摄氏度加热至1000-1200摄氏度；以及