[发明专利]一种非接触式n型4H-碳化硅晶圆电阻率测量方法

说明书

本发明涉及一种基于微区拉曼系统的非接触式n型4H‑SiC晶圆电阻率测量方法。通过微区拉曼光谱测试系统测得晶圆中不同位置的LO声子和等离子体耦合峰(LOPC)，通过拟合得到LOPC峰峰位和半高宽。将峰位和半高宽输入到电阻率分析程序，得到不同位置处电阻率数值。分析程序将电子浓度和电子迁移率分成网格格点，计算每一个网格点对应的LOPC峰位值、半高宽和电阻率值，建立LOPC峰位值、半高宽和电阻率值对应的网表。

技术领域

本发明属于半导体领域，具体涉及一种非接触式n型4H-碳化硅(SiC)晶圆电阻率测量方法。

背景技术

碳化硅具有禁带宽度大、击穿电场高、热导性好、抗辐照能力强、耐化学腐蚀等优异的物理、化学特性，因此被广泛应用于高频、大功率器件以及空间辐照环境中。而n型4H-SiC晶圆则是制备碳化硅器件中最常用到的。表征n型4H-SiC晶圆的一个重要参数是其电阻率。但现有技术中用二次离子质谱仪或霍尔测试来测量碳化硅晶圆的电导率，会导致样品破坏，不利于对应器件的生产应用过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种非接触式n型4H-碳化硅晶圆电阻率测量方法。

本发明的一种非接触式n型4H-碳化硅晶圆电阻率测量方法，所述方法包括如下步骤：1)准备待测晶圆，所述晶圆为升华再结晶法制备的n型4H-SiC单晶锭所切取；所述晶圆尺寸为2英寸及其以上尺寸；

2)采用微区拉曼光谱测试系统对晶圆进行光谱测量，得到拉曼数据，作出对应拉曼光谱图；

3)测得的拉曼数据通过数据拟合过程提取LO声子-等离子体耦合峰峰位值X及其半高宽值FWHM；

所述数据拟合过程具体为：将Raman数据导入ORIGIN软件，作图后使用分析模块的峰值与基线功能的峰值拟合，并手动添加峰，采用高斯进行拟合；

4)将所得峰位值X及半高宽值FWHM作为分析程序的输入，分析程序的输出即为n型4H-SiC晶圆中某一测量点的电阻率值；或

所述分析程序包括对照表，所述对照表包括：LO声子-等离子体耦合峰峰位值X、半高宽值FWHM以及电阻率值ρ；

当材料为4H-SiC，其电子浓度与等离子体频率的平方成正比，电子迁移率与等离子体的阻尼系数成反比，等离子体频率和等离子体的阻尼系数与拉曼光谱中LOPC峰的峰位移动和峰的半高宽存在唯一的对应关系；所述对照表具体得出的过程如下：

当材料为4H-SiC，下述公式中除ω、γ和μ以外均为常数，

迁移率：

载流子浓度：

再通过下式得到电阻率

最后，将1-1000cm²/Vs载流子迁移率范围和1×10¹⁷-5×10¹⁸cm^-3电子浓度范围各分成1000个数值点，形成1000×1000个网点，其中电子迁移率间隔小于1cm²/Vs，电子浓度间隔小于5×10¹⁵cm^-3，根据格点电子浓度和电子迁移率得到每个网点的电阻率值，从而得到峰位值X、半高宽值FWHM以及电阻率ρ的对照表。

本发明所述的非接触式n型4H-碳化硅(SiC)晶圆电阻率测量方法，还可以将所得峰位值X及半高宽值FWHM直接对应到本发明所述的对应表中，通过查找所述对应表，直接得出对应微区的电阻率值。