[发明专利]锑化铟晶片的退火工艺

说明书

本发明公开了锑化铟晶片的退火工艺，包括：将锑化铟晶片依次摆放在石英舟上，然后将石英舟放入石英管内；石英管包括管体和石英帽；在石英帽中放入锑；将石英管密封后抽真空，达到预设真空度以下后，向石英管中充入惰性气体或氮气；将石英管放入退火炉中，开启退火炉，升温至300~350℃保温一段时间；保温结束后，降温。退火处理后，锑化铟晶片的内部缺陷显著降低。

技术领域

本发明属于半导体衬底制造技术领域，具体涉及锑化铟晶片的退火工艺。

背景技术

锑化铟（InSb）是一种具有闪锌矿结构的窄禁带半导体，具有很高的电子迁移率和电子饱和速度。在77K下，禁带宽度为0.227eV，截止波长为5.5μm，可以覆盖整个中波红外波段，量子效率高，是重要的中波红外探测器材料。InSb除了具有很高的电子迁移率和电子饱和速度外，还拥有Ⅲ-Ⅴ族半导体中最高的空穴迁移率，是制作高速低功率电子逻辑器件的理想材料，而且在量子计算和自旋电子学领域中也具有重要的应用价值。

学者们很早就对InSb的热处理做了全面研究。根据“锑化铟的热处理，《物理学报》，第22卷第6期，1966年6月”的记载：关于InSb的热处理研究，较全面的报道见Hulme和Mullin的评述性文章；他们共做了二类实验：一类是在真空中，温度500℃，热处理数小时，整个样品变为了P型，得到P型载流子的增减是和石英管的纯度有关；按Putley的文章报导，他所测量的样品是在真空中，200~300℃热处理数小时所得的；另一类是特意加入杂质元素。公开号为CN108166061A的专利文献公开了一种降低锑化铟单晶位错的方法，采用Czochralski法制备锑化铟单晶；锑化铟单晶拉晶结束后，将锑化铟单晶表面的温度控制在350~450℃，并保温20h以上；保温结束后，继续降温至室温，并在室温下放置24h以上再取出，得到低位错锑化铟单晶。InSb的退火处理的参数主要有温度、时间、气体氛围等，要得到最佳的退火条件并不容易，得到消除锑化铟晶体内部缺陷的退火工艺更是需要付出大量的研究心血。

发明内容

本发明的目的是提供一种锑化铟晶片的退火工艺，极大消除锑化铟晶片的内部缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下具体的技术方案。

一种锑化铟晶片的退火工艺，包括以下步骤：

将锑化铟晶片摆放在石英舟上，然后将石英舟放入石英管内；石英管包括管体和石英帽；在石英帽中放入锑；

将石英管密封后抽真空，达到预设真空度以下后，向石英管中充入惰性气体或氮气；

将石英管放入退火炉中，开启退火炉，升温至300~350℃保温一段时间；

保温结束后，降温。

进一步地，在优选方案中，所述预设真空度为1×10^-4pa。

进一步地，在优选方案中，向石英管中充入惰性气体或氮气至石英管内压强为一个大气压。

进一步地，在优选方案中，所述升温的速率为0.6-1.2℃/min。

进一步地，在优选方案中，在300~350℃保温的时间为2~6小时。

进一步地，在优选方案中，所述降温的速率为0.5-0.9℃/min。

进一步地，在优选方案中，还包括：锑化铟晶片放入石英舟前，清洗锑化铟晶片的步骤。更进一步优选，所述清洗方式包括酸洗和水洗。

和现有技术相比，本发明具有以下明显的有益效果：

（1）操作过程简单。

（2）退火处理后，晶体内部的缺陷明显降低。

（3）石英炉体密封后抽真空、然后再充入氮气或惰性气体，退火过程为无氧环境，可有效防止晶片表面氧化。

附图说明