一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法和装置，所述检测方法包括以下步骤：用光源照射碳化硅晶体，检测碳化硅晶体的透光波长，比较所述透光波长与标准颜色波长范围的大小，根据比较结果判断电阻率是否合格；所述标准颜色波长范围是电阻率合格的标准碳化硅晶体用同一光源照射后具有的透光颜色波长的数值范围。本申请提供的碳化硅晶体的电阻率检测方法和装置，具有很高的精确性，并且步骤简单，可操作性强，对测试环境要求低，适用生产现场，能够减轻精密检测步骤的工作量和成本，提高生产效率，特别是为采用物理气相传输法制备的高纯碳化硅晶体的电阻率初步评价提供参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法和装置
本申请涉及半导体性能参数检测方法
，具体涉及一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法和装置。
技术介绍
对于工业生产的导电型碳化硅半导体晶体，在表征时除了重量、厚度、直径等常规物理参数外，还通过电阻率、载流子浓度、微管密度、位错、包裹体等性能参数评价其质量，特别是电阻率，电阻率是区分不同类型工业碳化硅产品重要的性能指标。然而，现有技术中对工业碳化硅晶体产品的性能评价，需要将晶锭切片、割圆、研磨以及抛光后的晶片成品在实验室中采用精密的检测仪器进行检测，而并没有一种能够在生产工艺过程中例如生产现场下对制备的碳化硅晶体进行电阻率初步检测的方法或仪器，因此后期对每个晶锭都进行切片等步骤加工后再进行精密检测的方式，加大了检测科室的工作，同时也会增加精密检测设备折旧率，并且各精密检测设备体积较大、价格昂贵且对检测环境要求严格，也不适用于生产工艺过程中的电阻率检测。因此现有的碳化硅晶体电阻率的检测方法并不利于提高生产效率，而现有技术中也未能提供一种能够在生产工艺过程中，能够初步判定制备的碳化硅晶体电阻率的检测方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，一方面，本申请提供了一种操作简单、方便快捷、准确度高，有利于提高生产效率，且特别适用于工业制备现场的高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：用光源照射碳化硅晶体，检测碳化硅晶体的透光波长，比较所述透光波长与标准颜色波长范围的大小，根据比较结果判断电阻率是否合格；所述标准颜色波长范围是电阻率合格的标准碳化硅晶体用同一光源照射后具有的透光颜色波长的数值范围；当所述透光波长大于所述标准颜色波长范围的最大值时，判定电阻率不合格；当所述透光波长大于等于所述标准颜色波长范围的最小值，且小于等于最大值时，判定电阻率合格；当所述透光波长小于所述标准颜色波长范围的最小值时，精密检测碳化硅晶体的电阻率后再进行判定。本申请提供的碳化硅晶体电阻率的检测方法，通过检测工业制得的碳化硅晶体透过光的透光波长，进而对其电阻率进行初步判断，可以作为生产工艺过程中的步骤，并且特别适用于检测高纯度的碳化硅晶体。其中，将已知的电阻率合格的碳化硅晶体定义为标准碳化硅晶体，并将该标准碳化硅晶体能够表征出的透光波长的数值范围定义为标准颜色波长范围。可以理解的是，为使得在比较待测碳化硅晶体和标准碳化硅晶体的透光波长时只有被检测对象不同，透光波长和标准颜色波长的检测应当基于在同一光源照射下获得。其中，本申请所述精密测试，可以理解为采用可精确得出电阻率数据的精密仪器进行测试，例如电阻率测试仪等。优选的，所述精密测试，是在碳化硅晶锭进行切片、割圆、研磨、抛光后，对获得的晶片进行的。而在上述检测方法中，当待测碳化硅晶体的透光波长落入标准颜色波长范围内时判定该晶体电阻率合格，可以进行下一步切片等操作，并进行电阻率等物理参数性能的精密测试，得到精确数据；当透光波长大于标准颜色波长范围时，判定该晶体电阻率不合格，无需再对其切片后的晶片电阻率进行精密测试；当透光波长小于标准颜色波长范围时，由于可能会切出电阻率合格的晶片，为了提高利用率，需要进行精密测试后再根据数据判断。即，上述检测方法是对制得的碳化硅晶体样品的定性检测，能够对制得的碳化硅晶体进行初步的分类筛选，为其电阻率评价提供参考依据，并提高生产效率。可以理解的是，不同波长的光能够引起人眼的颜色感觉不同，即显示出不同的颜色，例如绿色光的波长范围为492-577nm，黄色光的波长范围为577-597nm，橙色光的波长范围为597-622nm。而在化学领域，颜色的出现可以被认为是特定化学元素的直观体现，例如一些金属离子可以引起对可见光的选择吸收而着色。而对于高纯的碳化硅晶体，其能够选择性地吸收、反射、透过某种特定波长的光线，进而呈现出颜色。但在碳化硅晶体的制备中，杂质的出现会对碳化硅能够透过的光产生影响，并且杂质的浓度越大影响也会越大，因此，碳化硅晶体透过光的波长能够反应出其内部杂质的含量，而杂质浓度对于电阻率具有重要影响，进而使得碳化硅晶体透光的波长可以用于检测产品电阻率。此外碳化硅单晶的颜色还与原子堆砌规则程度有关，堆砌程度越相似于金刚石表现出的性能越优异，相应的相关数据测量越趋向于正常合格，因此碳化硅单晶的颜色能够用于反应其产品性能参数。而尽管在实际生产中，也可以通过人工观察晶体颜色的方法进行粗略的质量判断，但影响人色觉的外界因素较多，并且细微的颜色差异通过人工观察并不容易分辨，因此人工的方式误差性较大且效率低下，而本申请的方法通过检测透光波长作为判断依据，相较于在生产现场人工观察的方式具有更高的精确性。进一步地，所述光源采用发出光波长560-580nm的冷光源；所述标准颜色波长范围是579-595nm。其中，所述冷光源发出的光为肉眼可见的淡黄色的光，此时的标准颜色波长范围和待测晶体的透光波长均是基于该冷光源下的数值，并且透过的光显示的颜色是由冷光源发出的光颜色与碳化硅晶体本身的颜色复合后得到的。更进一步地，当所述透光波长小于579nm且大于570nm时，精密检测碳化硅晶体的电阻率后再进行判定；当所述透光波长小于等于570nm时，判定电阻率不合格。如此设置，以在当透光波长小于标准颜色波长范围的最小值时提供快速判断电阻率不合格的依据，进一步提高效率。在一种实施方式中，所述标准颜色波长范围是580-595nm，当透光波长＞595nm，或≤570nm时，判定电阻率不合格，当透光波长≥580且≤595nm时，判定电阻率合格，当透光波长＞570nm且＜580nm时，对其进行精密检测后根据数值判定。进一步地，所述电阻率合格的碳化硅晶体，处理后所得晶片的电阻率小于10-6ohm/cm。其中，“处理”包括切片、割圆、打磨、抛光的步骤。可以理解的是，在本申请中，10-6ohm/cm即为(1×10-6)ohm/cm＝(10×10-7)ohm/cm，即，当碳化硅晶片的电阻率小于(10×10-7)ohm/cm时，视为电阻率合格。其中，本申请的实验数据表明，测得的透光波长落在标准颜色波长范围内的晶体，切片后测得的晶片的电阻率均小于10-6ohm/cm，而当超过595nm时，其电阻率急剧上升，并不再满足导电型碳化硅产品的标准要求，即上述检测方法还可以作为碳化硅晶片电阻率数值范围的初步判断方法，且具体为，当测得透光波长在579-595nm时，可判定其电阻率小于10-6ohm/cm，而现有技术中还未能针对碳化硅晶体提供通过透光波长判断电阻率数值范围的检测方法。进一步地，所述透光波长的检测方法如下：将光源的照射方向朝向碳化硅晶体的侧部，并在碳化硅晶体的另一侧接收透过碳化硅晶体的光并检测透过光的三刺激值，根据三刺激值获得透光波长。其中，获得三刺激值后可以通过CIE1931-色坐标-三刺激值表查验获得透光波长。而将光源从晶体侧部边缘照射的方式，便于光线对晶体的整体透过，并且还便于在晶体的上方对其进行人工观察，查看晶体整体材质是否均匀。在一种实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：/n用光源照射碳化硅晶体，检测碳化硅晶体的透光波长，比较所述透光波长与标准颜色波长范围的大小，根据比较结果判断电阻率是否合格；所述标准颜色波长范围是电阻率合格的标准碳化硅晶体用同一光源照射后具有的透光颜色波长的数值范围；/n当所述透光波长大于所述标准颜色波长范围的最大值时，判定电阻率不合格；当所述透光波长大于等于所述标准颜色波长范围的最小值，且小于等于最大值时，判定电阻率合格；当所述透光波长小于所述标准颜色波长范围的最小值时，精密检测碳化硅晶体的电阻率后再进行判定。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
用光源照射碳化硅晶体，检测碳化硅晶体的透光波长，比较所述透光波长与标准颜色波长范围的大小，根据比较结果判断电阻率是否合格；所述标准颜色波长范围是电阻率合格的标准碳化硅晶体用同一光源照射后具有的透光颜色波长的数值范围；
当所述透光波长大于所述标准颜色波长范围的最大值时，判定电阻率不合格；当所述透光波长大于等于所述标准颜色波长范围的最小值，且小于等于最大值时，判定电阻率合格；当所述透光波长小于所述标准颜色波长范围的最小值时，精密检测碳化硅晶体的电阻率后再进行判定。


2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光源采用发出光波长560-580nm的冷光源；所述标准颜色波长范围是579-595nm。


3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，当所述透光波长小于579nm且大于570nm时，精密检测碳化硅晶体的电阻率后再进行判定；当所述透光波长小于等于570nm时，判定电阻率不合格。


4.根据权利要求1-3任一所述的检测方法，其特征在于，所述电阻率合格的碳化硅晶体，处理后所得晶片的电阻率小于10-6ohm/cm。


5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述透光波长的检测方法如下：将光源的照射方向朝向碳化硅晶体的侧部，并在碳化硅晶体的另一侧接收透过碳化硅晶体的光并检测透过光的三刺激值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，赵建国，李乃庆，
申请(专利权)人：山东天岳先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37