[发明专利]一种晶体表面缺陷的双面红外热像检测系统

说明书

一种晶体表面缺陷的双面红外热像检测系统，其特征在于：包括左固定座(1)、右固定座(2)、SiC单晶片(3)、PC(41)、电源(42)、第一信号发生器(51)、第一感应加热器(61)、第一感应加热线圈(71)、第一热像仪(81)、第二信号发生器(52)、第二感应加热器(62)、第二感应加热线圈(72)、第二热像仪(82)；还具有一种利用该晶体表面缺陷的双面红外热像检测系统对SiC单晶片在短时间内完成双面检测的计算方法，包括以下步骤：缺陷图库建立步骤、开机检测步骤、选择卡部与放置晶片的步骤、检测步骤、形成报告步骤、批量测试步骤。

技术领域

本发明涉及晶体表面及内部缺陷检测的技术领域，尤其涉及一种晶体表面缺陷的双面红外热像检测系统。

背景技术

对于碳化硅晶体来讲，是一种非常难熔的非金属化合物，SiC单晶具有半导体性能，可以制造二极管和其他半导体元件，质量好的SiC晶片是电子工业的重要原料，而且其耐磨、耐高温，机械性能也非常好，适于在严酷环境下坚持工作。

碳化硅的理论化学组成例如是，Si70.04左右，C29.96左右，2600℃下均化学稳定，常温下比热容约为0.228卡/克*度，随着温度升高，比热容有所增加，目前用于半导体的SiC单晶大块，一般为黄色透明或者无色透明状，具有非线性伏安特性以及较强的化学稳定性。

目前SiC多切成晶片应用，但是由于切割过程的应力或者原生制备过程的原因，SiC晶片往往有着这样那样的暗病，虽然其是透明的，但是往往存在暗纹、热斑、掺杂缺陷等肉眼不易检查的缺陷存在，而这些缺陷通过肉眼或者可见光的光学方法是难以发现和甄别的。

现有技术中，激光与红外杂志的《C/SiC复合材料的红外热像无损检测研究》，2018年第6期，其中记载了，采用红外脉冲热像检测方法对C/SiC复合材料试样中不同尺寸和深度的平底孔模拟缺陷进行无损检测，分析了红外脉冲热像检测方法的检测原理、红外脉冲热像检测结果和微分处理后的检测结果。能发现最小直径为Φ2mm的缺陷，无法发现深度大于4mm(直径不大于Φ15mm)的缺陷。我们将红外热像检测应用于SiC单晶片，发现情况是类似的，大约可以发现0-6mm深的缺陷，但是4-10mm处的缺陷辨识度相对已经较低，10mm以上深度的缺陷基本难以辨识，给实际应用带来很大困难，尤其是实践中一般应用的SiC晶片都在5-20mm之间的范畴内，这意味着无论从那一面去检测，对于较厚的晶片，靠近另一面的缺陷都难以确认。

遍观现有技术，应用红外热像检测晶片普遍都只是简单地将晶片放于载物台上，从上面进行检测，这样永远有这样的问题，就是很多晶体的深处缺陷检测不到，毕竟相对于硅晶片的强导电性，其他一般晶体的导电性都补入，对感应线圈的响应程度不够，就如本申请针对的SiC单晶片。

发明内容

本发明的第一目的是解决现有技术中所存在的简单放置，从单面去对SiC进行热像检测，无法测出深度处的缺陷，如果进行人工翻面操作，其人为地增加了晶片污损和损坏的风险，这种两面一次性检测，无需翻面，而且一次性得到了正反面的信息，对于20mm厚度或以下的晶片一次即可全覆盖检测。

本发明还实现了第二目的，即解决了感应线圈的放置和摄像之间的矛盾，这是通过将感应线圈设置为中空，且通过调整使得热像仪的镜头通过感应线圈的中空部可以基本采集得到晶片的热像。之前现有技术一般线圈和摄像机只有一个可以正对晶片，由于遮挡的问题，另一个必然是倾斜对着晶片的，导致不是激励效果不好，就是图像采集效果不好。

本发明还实现了第三目的，就是其实现有技术一般都是只测一面，深度探测效果不好的问题可能就被忽略了，例如是12mm深度的缺陷，现有技术只从一面去探测，大多数情况是辨识不出来的，而本申请方法下，假设该晶片厚度16mm，这时从反面再测一次，其深度实际上变成了4mm，可以轻易发现该缺陷。上述目的都是现有技术没有指出，也没有给出针对性解决方案的。