[发明专利]无损检测半导体缺陷演变方法、系统及装置

说明书

本发明公开一种无损检测半导体缺陷演变方法、系统及装置，方法包括：获取至少两种波长的单色激发光照射于待检测半导体形成的光致发光光谱图像，其中，每种波长的单色激发光照射在待检测半导体的同一区域；判断每个光致发光光谱图像中是否在特定波长范围内存在光谱特征峰；若存在，则通过光谱特征峰的形态确定出对应的缺陷类型；将所述缺陷类型与相应的深度进行关联，得到待检测半导体缺陷的纵向分布，进而得到同一区域内不同缺陷类型之间的相互演化。得到待检测半导体同一区域不同深度的缺陷，进而得到纵向的变化，能够直接研究缺陷的起源并且得到不同缺陷之间的相互演化，从而为晶体缺陷质量的改善提供重要的参考。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种无损检测半导体缺陷演变方法、系统及装置。

背景技术

随着半导体器件应用越来越广泛，高质量的半导体器件显得尤为重要。比如碳化硅材料由于宽禁带、高电流击穿场和高热导率等特性，将在功率器件中发挥重要作用。在半导体的制作过程中，由于工艺或材料上的缺陷会造成器件良率下降，进而会使得生产成本提高，尤其是目前随着晶圆或者衬底的尺寸不断缩小，对工艺的控制也就越来越严格。但是晶圆中存在各类缺陷直接影响到器件的性能和良率，所以改善晶圆衬底和外延层的质量极其关键。晶圆中常见的缺陷有堆叠层错(SF)、基平面位错(BPD)、微管和贯穿型位错，主要指螺位错(TSD)和刃位错(TED)，以上缺陷对器件性能都会产生不良影响。

在现有技术中，为了能在实际生产过程中及时发现和解决问题，目前主要的缺陷检测方法有X射线衍射形貌术(XRT)，高温熔融碱腐蚀等方法，但是这些方法中有些检测成本昂贵，有些是晶圆的有损检测，而且流程比较繁琐，更重要的是以上检测方法都不能直接获得不同缺陷之间的相互演变，也就是说只能进行单一的检测，只能了解到某个位置是否存在缺陷并不能通过检测得到演变的过程。所以需要有更高效及直观的检测方法来分析缺陷的演变以及起源，进而有效的分析半导体的生长以此来改善晶圆质量。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种无损检测半导体缺陷演变方法、系统及装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种无损检测半导体缺陷演变方法，包括以下步骤：

获取至少两种波长的单色激发光照射于待检测半导体形成的光致发光光谱图像，其中，每种波长的单色激发光照射在待检测半导体的同一区域，所述光致发光光谱图像为通过不同波长单色激发光激发待检测半导体不同深度存在的缺陷产生的光致发光现象形成的；

基于光致发光光谱图像，判断每个光致发光光谱图像中是否在特定波长范围内存在光谱特征峰；

若存在，则通过所述光谱特征峰的形态确定出对应的缺陷类型；

将所述缺陷类型与相应的深度进行关联，得到待检测半导体缺陷的纵向分布，进而得到同一区域内不同缺陷类型之间的相互演化。

作为一种可实施方式，还包括获取单色激发光的步骤，包括：

基于带通滤波结构对激发光源发出的激发光进行滤波，得到单色激发光，其中，激发光源包括氙灯、汞灯、紫外激光灯及LED阵列。

作为一种可实施方式，所述将所述缺陷类型与相应的深度进行关联，得到待检测半导体缺陷的纵向分布，包括以下步骤：

将缺陷类型与深度进行匹配，得到不同深度对应的不同缺陷类型；

得到待检测半导体在同一区域下不同缺陷类型得到纵向分布。

作为一种可实施方式，所述单色激发光的波长的范围为200nm-1000nm；

所述单色激发光的波长越长，在待测半导体内的穿透深度越深。

作为一种可实施方式，包括以下步骤：

选取至少三种波长的单色激发光照射于待检测半导体同一区域，其中，三种波长的选择按照预设波长选取规则选取或者随机选取；