[发明专利]一种单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法

说明书

本申请提供了一种单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法，通过等离子体刻蚀金刚石单晶(100)面，用检测设备对刻蚀后产生的刻蚀坑形貌进行观察，其中，由损伤带来的缺陷，经刻蚀会得到平底坑，而由晶片内部原有缺陷，经刻蚀会产生尖底坑，尖底坑会随刻蚀时间逐渐变大变深，一直存在于表面。因此，利用上述缺陷检测方法可以快速的区分金刚石衬底中两类缺陷。

技术领域

本申请涉及单晶缺陷检测技术领域，尤其涉及一种单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法。

背景技术

金刚石晶体在生长过程中及后期半导体器件的辐照处理过程中都会产生一些微观缺陷，包括间隙原子和空位等本征缺陷，还有一些杂质缺陷以及它们组成的各种复合缺陷等类型，这些微观缺陷对金刚石半导体器件宏观性能影响很大。因此研究金刚石微观缺陷的形成、扩散以及扩散的类型、程度等方面很有必要。

金刚石衬底中通常有两类缺陷存在，一类是由于衬底表面状态如加工等引入的晶体表面缺陷，一类是衬底内部原本存在的缺陷。这两类缺陷能在外延生长过程中增殖到新形成的外延层中，由于高密度缺陷密度的增加会降低载流子的输运和寿命，影响器件性能和可靠性。表征并降低这两类缺陷的密度是实现高质量外延的关键因素。如何有效的快速便捷的分析缺陷是实现降低缺陷的必要条件。

发明内容

本申请实施例提供了一种单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法，以快速便捷的分析金刚石衬底中的缺陷。

本申请实施例提供的单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法，主要包括如下步骤：

对单晶金刚石衬底的(100)面进行表面研磨、抛光处理；

利用微波等离子体法，对所述单晶金刚石衬底的(100)面进行等离子体刻蚀；

利用检测设备，获取刻蚀后的所述单晶金刚石衬底(100)面上的凹坑形貌，其中，尖底坑为金刚石单晶内部原有的缺陷，平底坑金刚石表面损伤引入的缺陷。。

本申请实施例提供的单晶金刚石衬底中的缺陷检测方法，通过等离子体刻蚀金刚石单晶(100)面，用检测设备对刻蚀后产生的刻蚀坑形貌进行观察，其中，由损伤带来的缺陷，经刻蚀会得到平底坑，而由晶片内部原有缺陷，经刻蚀会产生尖底坑，尖底坑会随刻蚀时间逐渐变大变深，一直存在于表面。因此，利用上述缺陷检测方法可以快速区分金刚石衬底中的两类缺陷。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的单晶金刚石衬底的(100)面刻蚀后的表面形貌图；

图2a为本申请实施例提供的尖底坑的形貌图；

图2b为本申请实施例提供的平底坑的形貌图；

图2c为本申请实施例提供的尖底坑的截面图；

图2d为本申请实施例提供的平底坑的截面图；

图3a为本申请实施例提供的刻蚀时间为2.5h时平底坑的形貌图；

图3b为本申请实施例提供的刻蚀时间为4h时平底坑的形貌图；

图4a为本申请实施例提供的刻蚀时间为1.5h时平底坑与尖底坑宽度与深度统计；

图4b为本申请实施例提供的刻蚀时间为2.5h时平底坑与尖底坑宽度与深度统计；

图4c为本申请实施例提供的刻蚀时间为4h时平底坑与尖底坑宽度与深度统计；