一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法技术

本发明专利技术涉及化合物半导体外延薄膜及器件技术领域，公开了一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法，包括以下步骤：S1、对GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割；S2、沿平行于GaAs基晶圆的衬底表面，并与自然解理面法线一侧呈45

【技术实现步骤摘要】
一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法


[0001]本专利技术涉及化合物半导体外延薄膜及器件
，尤其涉及一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法。

技术介绍

[0002]通过对特定晶面取向的单晶衬底沿特定晶向斜切，根据不同材料性质及终结层类型，可在单晶衬底表面构造单原子层高度的周期台阶，这种长程有序的微观表面结构有利于沉积原子的形核迁移，获得台阶流动(Step-flow)生长模式的高质量外延薄膜，也可提高表面吸附原子的形核率并抑制量子点的合并，实现量子点的Stranski-Krastanov模式调控生长。此外，在一些特殊原理和功能的热流传感器中，通过斜切单晶衬底上的超晶格、各向异性外延薄膜生长，可构建微观原子层热电堆(Atomic layer thermopile,ALTP)，以此获得超快响应的光-热-电响应信号。
[0003]基于上述原因，斜切单晶衬底被广泛应用于半导体外延和芯片制造行业，且斜切角度对制程工艺和产品性能至关重要，但目前对斜切角度的表征手段非常有限，均基于布拉格衍射原理。文献“应用X射线定向仪的晶体快速定向法。刘来保等，2001，中国科学技术大学出版社”公开了用X射线定向仪对不同晶体、晶面倾角的加工和表征方法，但该方法需对晶体2θ、θ、样品角度中的两个参数进行多次逼近测量。文献“Applied Physics A,2017,123(9):595”公开了一种用X射线衍射仪表征外延薄膜及衬底倾斜角度的方法，但该方法需对倾角进行Offset预设，同时需对面内Phi、Chi、2θ、θ等衍射参数进行逼近测量。此外，对于经外延生长，或金属、介电薄膜沉积制程的器件晶圆，表面膜层将削弱或完全阻挡斜切角的衍射信息，将导致上述方法均不适用。
[0004]综上所述，现有基于衍射原理的晶圆斜切角度表征方法，需对多个角度参数进行预设逼近，极易造成测量误差，表征过程繁琐、不直观，且对经外延、金属、介电薄膜沉积后的完整器件晶圆不再适用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法，能够简便、准确、直观的对GaAs基晶圆斜切角度进行表征。
[0006]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0007]一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法，包括以下步骤：
[0008]S1、对GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割；
[0009]S2、沿平行于GaAs基晶圆的衬底表面，并与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与GaAs基晶圆上下表面的夹角，记为θ1；
[0010]S3、若θ1≠90
°
，则GaAs基晶圆的斜切角为|90
°-
θ1|；
[0011]S4、若θ1＝90
°
，则沿平行于GaAs基晶圆衬底表面、与自然解理面法线另一测呈45
°
方向，观察并测量解理边与晶圆衬底上、下表面的夹角，记为θ2，则GaAs基晶圆的斜切角为|
90
°-
θ2|。
[0012]进一步，所述GaAs基晶圆衬底为(100)取向，斜切方向为<110>的GaAs单晶衬底。
[0013]进一步，所述GaAs基晶圆为裸衬底。
[0014]进一步，所述GaAs基晶圆为经同质、异质外延的GaAs基晶圆。
[0015]进一步，所述GaAs基晶圆为经金属、介电薄膜沉积后的GaAs基器件晶圆。
[0016]进一步，所述S2和S4中，观察解理边与GaAs基晶圆衬底上、下表面夹角的表征手段包括钨丝灯扫描电镜、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术与现有技术相比，本GaAs基晶圆斜切角度的表征方法在观察和测量GaAs基晶圆斜切角时，只需对GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割，然后沿平行于GaAs基晶圆的衬底表面，并与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与GaAs基晶圆上下表面的夹角，根据夹角情况，简单计算即可得到GaAs基晶圆的斜切角，整个表征过程无需对角度参数进行预设和数次逼近，方法简便、准确且直观，并且适用于经同质或异质外延，或金属、介电薄膜沉积后的器件晶圆。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一种GaAs基晶圆斜切角度的表征方法原理图。
具体实施方式
[0020]以下将结合实施例对本专利技术进行详细说明：
[0021]实施例1、
[0022]本实施例的GaAs基晶圆斜切角度的表征方法，具体包括如下步骤：
[0023]S1：将GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割；
[0024]S2：沿平行于晶圆衬底表面、与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与GaAs基晶圆上下表面夹角θ1；
[0025]S3：观察并测量得θ1＝88
°
，则GaAs基晶圆斜切角为|90
°-
θ1|＝2
°
；
[0026]其中，所述GaAs基晶圆衬底为(100)取向、斜切方向为<110>的GaAs单晶衬底，所述GaAs基晶圆为裸衬底，解理边与晶圆衬底上下表面夹角通过场发射扫描电镜观察和测量。
[0027]实施例2
[0028]本实施例的GaAs基晶圆衬底斜切角度的表征方法，具体包括如下步骤：
[0029]S1：将GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割；
[0030]S2：沿平行于晶圆衬底表面、与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与晶圆衬底上下表面夹角θ1；
[0031]S3：观察并测量得到θ1＝90
°
；
[0032]S4：沿平行于晶圆衬底表面、与自然解理面法线另一测呈45
°
方向，观察并测量得到解理边与晶圆衬底上下表面夹角θ2＝115
°
，GaAs基晶圆斜切角即为|90
°-
105
°
|＝15
°
。
[0033]其中，所述晶圆衬底为(100)取向、斜切方向为<110>的GaAs单晶衬底，所述GaAs基晶圆衬底为经AlGaAs外延生长后的外延晶圆，解理边与晶圆衬底上下表面夹角通过钨灯丝扫描电镜观察和测量。
[0034]实施例3。
[0035]本实施例的GaAs基晶圆斜切角度的表征方法，具体包括如下步骤：
[0036]S1：将GaAs基晶圆沿自然解理面分割；
[0037]S2：沿平行于GaAs基晶圆衬底表面、与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与晶圆上下表面夹角θ1；
[0038]S3：观察得到θ1＝90
°
；
[0039]S4：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对GaAs基晶圆沿自然解理面进行分割；S2、沿平行于GaAs基晶圆的衬底表面，并与自然解理面法线一侧呈45
°
方向，观察并测量解理边与GaAs基晶圆上下表面的夹角，记为θ1；S3、若θ1≠90
°
，则GaAs基晶圆的斜切角为|90
°-
θ1|；S4、若θ1＝90
°
，则沿平行于GaAs基晶圆衬底表面、与自然解理面法线另一测呈45
°
方向，观察并测量解理边与晶圆衬底上、下表面的夹角，记为θ2，则GaAs基晶圆的斜切角为|90
°-
θ2|。2.根据权利要求1所述的一种GaAs基晶圆斜切角度的快速表征方...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋世金，赵炆兼，汤惠淋，王雷，刘浩飞，马金峰，
申请(专利权)人：威科赛乐微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：