[发明专利]一种判断砷化镓晶体中线性孪晶长度的方法

说明书

本发明公开一种判断砷化镓晶体中线性孪晶长度的方法，包括以下步骤：S1.预处理晶片，测量晶片头部一端线性孪晶的任意一端点到晶片侧面的垂直距离；S2.根据线性孪晶和晶体角度偏转的方向和角度有关联性，得出线性孪晶长度计算公式；S3.通过计算的切割长度，按照切割的长度，对待检测晶片切除相应的孪晶。本发明的方法推算出一种切除长度的方法，改变了传统采用分肉眼识别及经验判断来切除线性孪晶；可以一步到位计算出线性孪晶所需切除长度，减少返工次数及重复返工可能造成的晶体有效长度损耗，大大地提高了生产效率及产品质量及稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体材料晶体加工领域，更具体地，涉及一种判断砷化镓晶体中线性孪晶长度的方法。

背景技术

氧化镓单晶属于单斜晶系，a=1.223nm，b=0.304nm，c=0.58nm，各向异性显著，其中（100）面最易获得，但是无法进行同质外延，严重限制了其应用。同质外延所需的晶面均与（100）面存在夹角，在生长此类晶面的氧化镓晶体时就会产生孪晶。非（100）面氧化镓晶片中存在孪晶就会影响外延层的质量，因此，必须在使用前辨别该晶片中是否存在孪晶。

半导体材料砷化镓晶体加工阶段，需将有缺陷的晶体切除，位错检测及电学参数性能测试合格，才能流入晶片加工阶段，否则缺陷晶体流入到晶片生产工序，会造成大量取片，导致晶片生产工序原辅料、电费、人工等浪费，从而增加生产成本负担。砷化镓晶体生长容易产生一种线性孪晶（简称M-Twin）缺陷，外圆滚磨阶段，在灯光照射下，能将大部分肉眼可见的线性孪晶标识出来，晶体切割工序可将此类肉眼可见线性孪晶直接切除，但除此之外，还存在微米级肉眼观察不到的线性孪晶，需通过测试工序化学药剂腐蚀，晶体切割端面才能将其显示出来；晶体侧面观察大部分仍然看不见，这种肉眼不可见线性孪晶传统的切除方法是通过经验来判断需切除的长度，而通过经验来判断的方法，往往极其不准确，判断多了会造成晶体有效长度（无缺陷，合格部分）浪费，判断少了会造成反复切割，导致工时浪费影响车间生产效率。

因此，有必要研究设计一种能准确判断砷化镓晶体肉眼不可见线性孪晶切除长度的判断方法，对于实际生产具有巨大的实际意义及市场价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种判断砷化镓晶体中线性孪晶长度的方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

公开一种判断砷化镓晶体中线性孪晶长度的方法，包括以下步骤：

S1.预处理晶片，测量晶片头部一端线性孪晶的任意一端点到晶片侧面的垂直距离L；

S2.根据线性孪晶和晶体角度偏转的方向和角度有关联性，得出线性孪晶长度计算公式：

H=Ltan（θ+β）式1

式1中，θ为任一晶面和孪晶面的夹角，（θ+β）为晶体端面和孪晶面的夹角为，β为由一晶面往孪晶面偏转的度数，L代表晶片头部一端线性孪晶的任意一端点到晶片侧面的垂直距离，H表示需要切割的长度；式2是根据晶面指数计算晶面夹角的公式，（h，k，l）代表晶面指数，式中的h1、k1和l1代表任一晶面的晶面指数；式中的h2、k2和l2代表孪晶面的晶面指数；

S3.通过计算的切割长度，按照切割的长度，对待检测晶片切除相应的孪晶。

进一步地，所述晶面为（100）面，所述孪晶面为（111）面。

进一步地，所述预处理为：从晶体头部切取待检测晶片，对待检测晶片进行化学药剂腐蚀，显示出晶片头部和晶片尾部两面的线性孪晶。

进一步地，所述化学药剂为氢氧化铵、过氧化氢和纯水的混合药液。

进一步地，所述混合药液中，氢氧化铵、过氧化氢和纯水的质量比为1-3:1-3:1，进一步优选质量比为2:2:1。