[发明专利]一种提高氮化镓器件良品率的方法

说明书

本发明公开了一种提高氮化镓器件良品率的方法，具体包括如下步骤：步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，从而获得整个衬底的应力分布情况：步骤2，对孔晕光学边沿进行判断，并根据孔晕光学边沿找到所有孔晕；步骤3，通过抽样选取孔晕，并采用拟合的方法得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：步骤4，确定所有孔晕的不良区。本发明能够在不破坏材料的前提下，根据孔晕缺陷周围应力规律判断出该缺陷的有效影响范围，进而在后续工艺中有效的避让这些区域，达到提高器件制备良品率的目的。

技术领域

本发明属于半导体生产加工技术领域，涉及一种提高氮化镓器件良品率的方法。

背景技术

氮化镓衬底制备过程中，表面经常会出现V形坑缺陷，多项研究表明，这些缺陷会成为潜在的漏电通道，严重影响器件制备的良品率。V形坑缺陷的出现，与氮化镓本身的晶体结构有关，是当前氮化镓制备过程中普遍出现的氮化镓材料所特有的缺陷问题。常规的半导体制备工艺和检测手段不能有效的规避其对器件的影响，因此有必要提出一种针对性的方法。

氮化镓材料在制造的过程中，都要进行外延级别的表面抛光处理，该处理包含了机械打磨和化学腐蚀。经过表面处理后，材料表面已经平整，V形坑缺陷会转化为“孔晕”(或称坑晕，国际上术语定义为“halo”)。研究表明，晕附近虽然已经基本平整，然而其电学性质仍然不同于材料正常区域，仍然会导致器件的漏电问题，这对于氮化镓器件的制备，尤其是垂直型功率器件的制备是致命问题，必须指认出其有效影响范围(下文简称为“不良区”)，才能在器件单元制作中，尽可能的避开其带来的漏电流等不良影响，以提高器件良品率。

目前对V形坑缺陷比较有效的检测手段主要是利用扫描电子显微镜、光学显微镜、阴极发光显微镜和电致发光谱测试等手段。然而上述检测手段在检测和指认抛光片上的孔晕时，均存在一定的局限性。由于孔晕是V形坑经过外延级别的表面抛光处理所演变而成，因此其表面已经平坦，在扫描电子显微镜下无法分辨。在光学显微镜下，孔晕附近的光学折射反差往往很小，其有效影响范围难以被分辨，因此不适合半导体器件生产加工需求。阴极发光显微镜能够利用孔晕附近电学性质上的差异，能够检测出其有效影响范围，然而该法需要使用高能电子束轰击材料，对检测样品表面具有一定的破坏性，同样不适用于实际生产中对氮化镓衬底片的检测。电致发光谱也能够检测出孔晕附近电学性质上的差异，然而该法需要对材料表面制备电极，故不适合用于在实际生产中对材料进行检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高氮化镓器件良品率的方法，采用该方法能够在不破坏材料的前提下，根据孔晕缺陷周围应力规律判断出该缺陷的有效影响范围，进而在后续工艺中有效的避让这些区域，达到提高器件制备良品率的目的。

本发明所采用的技术方案是，一种提高氮化镓器件良品率的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，从而获得整个衬底的应力分布情况：

步骤2，对孔晕光学边沿进行判断，并根据孔晕光学边沿找到所有孔晕；

步骤3，通过抽样选取孔晕，并采用拟合的方法得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：

步骤4，确定所有孔晕的不良区。

本发明的特点还在于，

步骤1的具体过程为：

步骤1.1，设衬底片的长定位边与视平线平行，将衬底片的边沿弧线与长定位边的左侧交点定义为直角坐标系的原点O，与长定位边平行的方向定义为x方向，与长定位边垂直的方向定义为y方向；

步骤1.2，在半径为R的衬底片上沿x、y方向均匀划分，形成N×N个网格，相邻两个格点的间距s＝2R/N；用i和j分别代表每个格点在x和y方向上的序号，i＝1，2，……，N，j＝1，2，……，N；