[发明专利]GaN单晶缺陷种类和密度的检测方法

摘要

本发明公开了一种GaN单晶缺陷种类和密度的检测方法，它涉及半导体材料质量检测技术领域，其目的是为了将传统的湿法腐蚀检测技术进行改良以适合GaN材料的特点，提供一种评估异质外延生长的GaN单晶薄膜表面层线缺陷情况的方法。本发明通过逐步增大SEM放大倍数和逐步缩小AFM检测区间对样品表面进行检测，并使用了AFM的深度剖面分析功能，以略过腐蚀条件作为有利于进行准确清晰检测的最优腐蚀条件，采用SEM和AFM相结合的方法确定腐蚀坑的立体形状，并结合关于腐蚀机制的物理模型判断腐蚀坑与缺陷类型的对应关系，通过简单读SEM图片统计各种缺陷的密度及分布。本发明简单有效，适用于工业化生产中批量检测。

主权项

1、GaN单晶缺陷种类和密度的检测方法，该方法的步骤如下：(1)在设定的温度和时间下用熔融的KOH腐蚀GaN样品；(2)用SEM进行检测，从低倍开始每增大10,000～20,000倍对样品表面进行拍照，使得对腐蚀坑有全面的认识，有利于EPD的统计和腐蚀坑类型的确定；(3)用最优腐蚀条件来确定步骤的进展，最优腐蚀条件是略过腐蚀，对于不满足这一条件的应重新确定腐蚀温度和时间，重复上述步骤(1)和(2)，对于满足这一条件的可进行以下步骤；(4)用AFM进行检测，并沿腐蚀坑的三个对称轴方向对其进行深度剖面分析；(5)结合SEM与AFM检测结果确定腐蚀坑的三种立体形状：六边形平底坑、六边形尖底坑和平底坑中心有一凹陷尖底的六边形腐蚀坑，并建立物理模型得到腐蚀坑与三种线位错的对应关系；(6)统计不同种类的EPD，对应得到不同种类的缺陷密度及分布。