[发明专利]晶圆掺杂检测系统及检测方法

说明书

本公开提供了一种晶圆掺杂检测系统及检测方法，属于半导体技术领域。晶圆掺杂检测系统包括真空样品仓、激光探头、光谱收集设备和处理器，激光探头和光谱收集设备位于真空样品仓内；真空样品仓，用于为样品掺杂浓度检测提供真空环境；激光探头，用于在检测样品掺杂浓度时发射激光达到样品表面；光谱收集设备，用于收集样品反射的激光，并根据反射的激光获取束缚激子信号及自由激子信号，将束缚激子信号及自由激子信号发送至处理器；处理器用于，根据光谱收集设备发送的束缚激子信号及自由激子信号，确定样品的掺杂类型和掺杂浓度。采用本公开提供的晶圆掺杂检测系统可以较为准确的检测晶圆的掺杂浓度和掺杂类型。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆掺杂检测系统及检测方法。

背景技术

在氮化镓基光电半导体技术中，N型掺杂和P型掺杂通常使用Mg和Si掺杂实现，规模化量产的相关产品设计发光二极管，激光器，功率器件等，设计的掺杂量和实际是否相符，实际的掺杂量稳定性如何都对器件的工作和使用影响重大。因此便捷快测的测试手段显得比较关键。

现在的常规的表征手段是sims(二次电子质谱)，但这种测试手段对设备要求高，需要专业的表征部分才能测试且测试周期长，测试费用昂贵，此外在测试不同深度信号时需要进行离子刻蚀实现，在离子轰击时会存在部分样品高浓度元素被推进低浓度元素掺杂层，影响厚度准确性的判断，同时对于表面较薄的外延层元素浓度分析时由于表面效应难以较为准确的进行表面分析，最终难以准确测量晶圆的掺杂浓度和掺杂类型。

发明内容

本公开实施例提供了一种晶圆掺杂检测系统及检测方法，可以较为准确的检测晶圆的掺杂浓度和掺杂类型。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种晶圆掺杂检测系统，所述晶圆掺杂检测系统用于检测样品的掺杂浓度和掺杂类型，所述样品为晶圆；

所述晶圆掺杂检测系统包括真空样品仓、激光探头、光谱收集设备和处理器，所述激光探头和所述光谱收集设备位于所述真空样品仓内；

所述真空样品仓，用于为所述样品提供真空环境；

所述激光探头，用于发射激光到所述样品表面；

所述光谱收集设备，用于收集所述样品反射的激光，并根据反射的激光获取束缚激子信号及自由激子信号，将所述束缚激子信号及所述自由激子信号发送至所述处理器；

所述处理器用于，根据所述光谱收集设备发送的所述束缚激子信号及所述自由激子信号，确定所述样品的掺杂类型和掺杂浓度。

可选地，所述处理器用于：

根据所述束缚激子信号的峰位位置，确定所述样品的掺杂类型，所述样品的掺杂类型包括N型掺杂和P型掺杂。

可选地，所述处理器用于：

从所述束缚激子信号中提取第一光谱强度数据参数；

从所述自由激子信号中提取第二光谱强度数据参数；

获取所述第一光谱强度数据参数和所述第二光谱强度数据参数的比值；

将所述比值输入至掺杂浓度数据库中，通过内部插值法运算确定所述样品的掺杂浓度；

其中，所述掺杂浓度数据库预先存储在所述处理器中，所述掺杂浓度数据库中预先存储有所述比值与掺杂浓度的部分关系曲线。

可选地，所述晶圆掺杂检测系统还包括位于所述真空样品仓内的机械移动载物台，所述机械移动载物台用于控制所述样品在所述真空样品仓内旋转、或沿水平方向以及竖直方向移动。

可选地，所述晶圆掺杂检测系统还包括位于所述真空样品仓内的降温设备，所述降温设备用于对所述真空样品仓内进行降温。