[发明专利]一种碳化硅单晶位错检测方法

说明书

本申请提供了一种碳化硅单晶位错检测方法，利用氢等离子体或者氧等离子体的刻蚀特性，刻蚀碳化硅晶圆表面，得到碳化硅单晶中的位错缺陷，既可以选择对C面刻蚀、也可以对Si面刻蚀，不采用强碱熔融作为腐蚀液，安全且高效，另外，由于微波等离子体腔体较大，无需额外制样，可实现小片或者全片观察位错类型、密度和分布情况。

技术领域

本申请涉及碳化硅单晶缺陷检测技术领域，尤其设计一种碳化硅单晶位错检测方法。

背景技术

随着SiC单晶生长技术的发展，对SiC单晶中的缺陷密度要求也越来越高。目前，SiC单晶中微管的密度得到了有效的控制，然而，在SiC晶体中仍然存在其它大量的其他缺陷，比如位错、堆垛层错。而位错的存在对于器件而言，会降低器件的性能，且影响其长期可靠性。

因此，目前越来越多的研究关注位错的形成机制，并想法办法降低位错密度。要达到此目的，表征和测量位错的密度工作非常重要，常见的测量方法包括X射线衍射、X射线形貌术、熔融KOH湿法腐蚀。然而，X射线衍射方法是非直接观察位错的方法，只能定性表征位错，无法定量分析。X射线形貌观察样品位错，对X射线要求极高且分析过程繁琐，针对硬脆的SiC材料，透射电镜制样难度较，且只能局部观察位错，无法衡量全片位错分布。熔融KOH湿法腐蚀，虽然无需额外制样，但是该需要将衬底全部放置溶液中，SiC的Si面和C面都会发生反应。其中，Si面是选择性腐蚀，在位错露头点形成腐蚀坑，而C面的腐蚀速率快，是层状腐蚀，导致无法观察到位错。并且，腐蚀后的SiC衬底材料需要进行抛光清洗才能使用，即该方法是一种有损的位错刻蚀方法。

发明内容

针对上述问题，本申请实施例提供了一种碳化硅单晶位错检测方法。

本实施例提供的碳化硅单晶位错检测方法，主要包括：

将碳化硅晶圆放入微波等离子体腔体内；

对所述微波等离子体腔体内进行抽真空处理，直至所述微波等离子体腔体内的压力达到预设压力值；

向所述微波等离子体腔体通入氢气、氧气和甲烷中的一种或多种刻蚀气体；

打开微波，使通入所述微波等离子体腔体内的刻蚀气体形成氢等离子体或者氧等离子体，以利用所述氢等离子体或者氧等离子体刻蚀所述碳化硅晶圆。

可选地，将碳化硅晶圆放入微波等离子体腔体内，包括：

将碳化硅晶圆放入微波等离子体腔体的底部，其中，所述碳化硅晶圆的硅面与所述微波等离子体腔体的底部相接触。

可选地，将碳化硅晶圆放入微波等离子体腔体内之前，所述方法还包括：

对所述碳化硅晶圆进行清洗处理。

可选地，通入所述微波等离子体腔体内的刻蚀气体的流量为50-1000sccm。

可选地，通入所述微波等离子体腔体内的刻蚀气体的流量为100-500sccm。

可选地，利用所述氢等离子体或者氧等离子体刻蚀所述碳化硅晶圆的过程中，所述微波等离子体腔体内压力为50～400torr、温度为800～1200℃。

可选地，利用所述氢等离子体或者氧等离子体刻蚀所述碳化硅晶圆的过程中，所述微波等离子体腔体内压力为150～400torr、温度为900～1200℃。

本实施例提供的碳化硅单晶位错检测方法，利用氢等离子体或者氧等离子体的刻蚀特性，刻蚀碳化硅晶圆表面，得到碳化硅单晶中的位错缺陷，既可以选择对C面刻蚀、也可以对Si面刻蚀，不采用强碱熔融作为腐蚀液，安全且高效，另外，由于微波等离子体腔体较大，无需额外制样，可实现小片或者全片观察位错类型、密度和分布情况。

附图说明