一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法，运用瓦级功率连续激光照射碳化硅晶棒表面靠近边缘的位置，在碳化硅晶棒侧面一定深度位置采用高灵敏光电探测器探测照射激光束穿过碳化硅晶棒的光强，绕中心轴旋转碳化硅晶棒，测量碳化硅晶棒不同旋转角度位置处的光强值，根据强度值分布获得碳化硅晶棒内靠近侧面的多型缺陷分布。通过优化照射激光波长和功率、照射点与晶棒边缘的距离以及光电探测器在晶棒侧面的探测位置，获得超过10～15mm深度范围内多型缺陷的快速无损检测。与传统的碳化硅晶棒多型缺陷检测方法相比，本方法大幅提高了多型缺陷的探测深度，可望实现20～30mm厚度碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料的无损检测领域，特别涉及一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法。

技术介绍

1、由于碳化硅具有高击穿电场强度、高热导率、高电子饱和速率和强抗辐射能力，已被作为第三代半导体材料，广泛应用于高温、高频和大功率电子器件的制造。用于制造电子器件的碳化硅晶圆片通过对碳化硅晶棒进行切割、研磨和抛光等多道工序生产，生产周期长，成本高。特别是切割工艺非常耗时，限制了碳化硅晶圆片的生产产能。而且碳化硅晶棒中可能存在多种缺陷，比如多型缺陷，如果能在切割工序前进行无损检测，检测出的不合格晶棒不进入切割工序，则可望有效降低晶圆片生产的不合格品率，提高碳化硅晶圆片的良品率和产能。鉴于碳化硅晶棒表面粗糙不直接透光的特性(仅透射散射光)，目前常用的多型缺陷检测方法是采用冷光源照射碳化硅晶棒靠近边缘的表面，人工在照射区域的侧面观测散射光颜色的不同判断多型缺陷。由于掺杂的n型碳化硅材料在可见光波段具有较高的吸收率，光的穿透深度非常有限，传统检测方法仅能检测碳化硅晶棒侧面靠近边缘最多5～7mm区域内的多型缺陷，无法检测碳化硅晶棒全侧面范围(厚度20～30mm)内的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法，其特征在于：采用瓦级功率连续激光器1输出的激光束2穿过中心穿孔的45度反射镜3后经第一透镜4聚焦照射在碳化硅晶棒10表面靠近边缘的位置，穿过碳化硅晶棒的激光束从侧面出射，且沿深度方向逐渐衰减；采用高灵敏光电探测器9(第一光电探测器)在由小孔光阑15确定的探测位置探测从碳化硅晶棒侧面出射的激光束光强度，光电探测器9输出信号经数据采集卡13采集并送入计算机14进行数据处理；安装在碳化硅晶棒边缘表面激光照射点和侧面光电探测器探测点之间的挡板8阻止从碳化硅晶棒表面直接散射的光进入光电探测器9；在激光照射点散射的由透镜4收集并经45度反射镜3反射的激光...

【技术特征摘要】

1.一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法，其特征在于：采用瓦级功率连续激光器1输出的激光束2穿过中心穿孔的45度反射镜3后经第一透镜4聚焦照射在碳化硅晶棒10表面靠近边缘的位置，穿过碳化硅晶棒的激光束从侧面出射，且沿深度方向逐渐衰减；采用高灵敏光电探测器9(第一光电探测器)在由小孔光阑15确定的探测位置探测从碳化硅晶棒侧面出射的激光束光强度，光电探测器9输出信号经数据采集卡13采集并送入计算机14进行数据处理；安装在碳化硅晶棒边缘表面激光照射点和侧面光电探测器探测点之间的挡板8阻止从碳化硅晶棒表面直接散射的光进入光电探测器9；在激光照射点散射的由透镜4收集并经45度反射镜3反射的激光束5经第二透镜6聚焦至第二光电探测器7探测，第二光电探测器7输出信号由数据采集卡采集并送入计算机14进行数据处理；计算机14同时控制旋转台驱动器12驱动旋转台11按中心轴旋转碳化硅晶棒样品10，获得第一光电探测器9和第二光电探测器7的输出信号强度与碳化硅晶棒旋转角度的关系曲线，由此获得从表面到探测深度范围碳化硅晶棒内的多型缺陷分布。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法，其特征在于：所述的照射激光器1的输出功率高于0.1w，但不高于1000w。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶棒多型缺陷的快速无损检测方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌成，吕世佳，崔浩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：