[发明专利]一种X射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法

说明书

本发明涉及碳化硅检测技术领域，特别涉及一种X射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法，包括：利用X射线衍射仪对碳化硅样品进行逐点的X射线摇摆曲线面扫描，摇摆曲线面的X射线的晶面入射角范围至少覆盖对应的碳化硅缺陷检测角度和碳化硅多型检测角度；获取碳化硅样品每一个检测点的X射线的摇摆曲线，基于摇摆曲线的特征来检测碳化硅样品的缺陷分布及不同晶型分布；根据碳化硅样品的缺陷分布及不同晶型分布分析不同晶型对缺陷的影响。利用所述方法可以准确直观的反映出不同的缺陷类型，以及缺陷、不同晶型在晶体中的分布，从而为晶体缺陷质量的改善提供更重要的反馈。

技术领域

本发明涉及碳化硅缺陷检测技术领域，具体涉及一种X射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法。

背景技术

由于碳化硅在功率器件中发挥越来越重要的作用，所以改善碳化硅衬底和外延片的质量一直是非常关键的问题。目前碳化硅衬底和外延片中常见的缺陷主要有裂纹、孔洞、微管、碳包裹体，以及多型体和位错，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。在现有检测缺陷的方法中，主要是用显微镜观察或者晶圆缺陷分析仪等设备检测及统计晶圆中的缺陷和分布。但是在这些现有的方法中有些检测成本昂贵，有些耗时且检测流程繁琐，还经常存在对缺陷误判的情况。所以需要有更精确及直观的方法来检测缺陷的种类以及分布，进而为晶体生长的工艺提供更有效准确的反馈。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种X射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法。

本发明采取的技术方案如下，一种X射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法，包括：

利用X射线衍射仪对碳化硅样品进行逐点的X射线摇摆曲线面扫描，摇摆曲线面的X射线的晶面入射角范围至少覆盖对应的碳化硅缺陷检测角度和碳化硅多型检测角度；

获取碳化硅样品每一个检测点的X射线的摇摆曲线，基于摇摆曲线的特征来检测碳化硅样品的缺陷分布及不同晶型分布；

根据碳化硅样品的缺陷分布及不同晶型分布分析不同晶型对缺陷的影响。

可选的，所述逐点扫描的X射线为点焦斑，所述点焦斑的尺寸小于等于0.4mm×0.4mm。

可选的，X射线衍射仪生成线焦斑，在X射线衍射仪及碳化硅样品之间加入具有点状孔的铅窗板，使得X射线照射到碳化硅样品表面为点焦斑。

可选的，以0.01mm步长沿着同一个方向移动装载碳化硅样品的样品台，逐点测试一次摇摆曲线。

可选的，所述摇摆曲线的特征包括衍射峰的峰位和半高宽，通过判断某个检测点的摇摆曲线的衍射峰的峰位和半高宽，来判断碳化硅样品的缺陷分布及不同晶型分布。

可选的，在碳化硅缺陷检测角度，检测点的摇摆曲线发生峰位偏移，或者衍射峰的半高宽明显宽化，即可判定该区域存在缺陷；当摇摆曲线沿着某一方向或者在一定区域范围内都连续呈现出异常，根据异常区域的特征和大小，即可判定缺陷类型。

可选的，在碳化硅多型检测角度，当检测点的摇摆曲线发生峰位偏移，通过衍射峰的峰位来判定晶型的类型。

可选的，所述碳化硅样品的晶型为4H，检测出的不同晶型为4H, 6H和15R其中的一种或几种。

可选的，当所述碳化硅样品的晶型为4H，晶圆面为(0004)面斜4°切割，碳化硅缺陷检测角度为21.835°，4H、6H和15R三种多型的碳化硅多型检测角度分别为56.05°、54.015°和51.619°。

可选的，所述碳化硅样品的缺陷包括裂纹、空洞、微管、炭包裹物、螺位错、刃位错和贯穿型位错其中的一种或几种。