[发明专利]一种富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法及其装置

权利要求书

1.一种富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.利用富氧环境的构建装置，将富氧容器固定于激光加工装置工作台上，从容器的开口放入待加工半导体材料，用套有U型橡胶密封圈的石英玻璃盖住开口以将容器密闭，先关闭第一管道、第二管道、第三管道，开启第四管道使用接有真空表的真空泵排空容器内的空气至真空表显示-0.1Mpa后关闭真空泵，然后关闭第三管道，从第一管道和第二管道分别输入氧气和空气，在气体混合室内得到氧气浓度为21～99％的气体，再开启第三管道输出富氧气体10～30s，至真空表显示0.03Mpa时关闭第一管道、第二管道和第三管道完成构建容器的富氧环境；

S2.调整激光加工装置的工作台，使激光束透过石英玻璃盖从开口进入到富氧容器内，并聚焦至待加工的半导体材料的表面，然后设定加工图形与加工参数，运行加工程序，即实现第三代半导体材料的表面改性。

2.根据权利要求1所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，步骤S1中所述的构建富氧环境是由具有高氧化活性的液体环境提供。

3.根据权利要求2所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，所述的具有高氧化活性的液体环境是在容器中加入30％的过氧化氢水溶液，并将半导体材料放置该液体中提供，液面没过材料上表面5～10mm。

4.根据权利要求1所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，步骤S2中所述加工参数为激光功率、频率、扫描速度、扫描间距、加工次数、激光焦点位置。

5.根据权利要求4所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，所述的激光功率为0.1～3W，频率为75K～610KHz，扫描速度为20～400mm/s，扫描间距为1～40μm，加工次数为1～100次，激光焦点位于正离焦0～1.5mm。

6.根据权利要求1所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法，其特征在于，所述半导体材料为SiC、GaN、Si或GaAs。

7.一种实现根据权利要求1-6任一项所述的富氧环境中第三代半导体材料的表面改性方法的富氧环境的构建装置，其特征在于，所述富氧环境的构建装置包括富氧容器、气体混合室和激光加工装置，所述气体混合室与所述富氧容器通过管道连接，所述激光加工装置包括激光发射器和工作台，所述激光发射器产生的激光从富氧容器上方入射；所述的富氧容器固定在所述激光加工装置的工作台上，在所述富氧容器的上表面设有开口，所述开口用套有U型橡胶密封圈的石英玻璃密封，所述气体混合室设置有氧气含量检测装置，所述气体混合与所述富氧容器通过第三管道连接。

8.根据权利要求7所述富氧环境的构建装置，其特征在于，所述管道设有第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道均安装有节流阀，所述第四管道外接真空泵。

9.根据权利要求7所述富氧环境的构建装置，其特征在于，所述气体混合室内设置氧气含量检测器。

10.根据权利要求8所述富氧环境的构建装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道的位置高度低于所述第三管道，所述第三管道的位置高度低于所述第四管道，所述高度差大于40mm。