(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210600482.9 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 瀚天天成电子科技 （厦门） 有限公司 地址 361001 福建省厦门市 火炬高新区 （翔 安） 产业区翔星路96号建业楼B座 一层 (72)发明人 陈志霞　陈能珠　陈夏丽　马长明　 冯淦　赵建辉　 (74)专利代理 机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 3 5218 专利代理师 李俊楠 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/95(2006.01) G01N 21/88(2006.01) G01Q 60/24(2010.01) (54)发明名称 一种SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测 方法 (57)摘要 本发明公开一种SiC外延片表面的台阶聚集 缺陷的检测方法， 包括如下步骤： S1， 待检的SiC 外延片置于检测台面上， 采用光线照射SiC外延 片表面； S2， 按照平面反射光栅模型的原理， 调整 好光线与 SiC外延片的相对位置， 定义光线与 SiC 外延片的法线的夹角为光线的入射角α， 检测过 程中， 光线的入射角α在0 °～90°范围内逐渐改 变； S3， 从与光线入射方向相反的一侧观察在SiC 外延片光照区域的相应表面处是否出现衍射带 从而判断SiC外延片表面是否存在台阶聚集缺 陷。 本发明的检测方法无需借助复杂的检测设 备， 使用光线照射目检即可完成， 大大地降低了 其检测成本， 并有利于提高检测效率。 权利要求书1页 说明书5页 附图8页 CN 114993950 A 2022.09.02 CN 114993950 A 1.一种SiC 外延片表面的台阶聚集 缺陷的检测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1， 待检的SiC 外延片置于检测台面上， 采用光线照射SiC 外延片表面； S2， 按照平面反射光栅模型的原理， 调整好光线与SiC外延片的相对位置， 定义光线与 SiC外延片的法线的夹角为光线的入射角α， 检测过程中， 光线的入射角α在0 °～90°范围内 逐渐改变； S3， 在改变光线 的入射角α 的同时， 从与光线入射方向相 反的一侧观察在SiC外延片光 照区域的相应表面处是否出现衍射带； 若在SiC外延片光照区域的相应表面处能够观察到 衍射带， 则判定衍射带处所对应的SiC外延片表面存在台阶聚集缺陷； 若在SiC外延片光照 区域的相应表面处未观察到衍射带， 则判定SiC外延片光照区域的相应表面处不存在台阶 聚集缺陷。 2.根据权利要求1所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特征在于： 若 SiC外延片表面存在台阶聚集缺陷， 该台阶聚集缺陷处的台阶间距等于3～8um， 该SiC外延 片表面的台阶聚集缺陷处能够形成平面反射光栅模型， 且该平面反射光栅模型的光栅公式 满足mλ＝d(sinα +sinβ )， 其中， d为光栅常数,且d值大小等于台阶聚集缺陷处的台阶间距， m 为衍射带级次， λ为入射 光线的光波 波长， α 为入射 光线的入射角， β 为 衍射光线的衍 射角。 3.根据权利要求2所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特征在于： d＝ 4um， 入射角 α ＝54 °～59°或61°～66°。 4.根据权利要求3所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特征在于： 当 入射角α＝61 °～66°时， 在d＝4um的SiC外延片的台阶聚集缺陷表面处观察到蓝紫色衍射 带； 当入射角α ＝54 °～59°时， 在d＝4um的SiC外延片的台阶聚集缺陷表面处观察到红黄色 衍射带。 5.根据权利要求2至4任一项所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特 征在于： S2 中， 根据SiC外延片上预留的参考边来调整光线与SiC外延片的相 对位置以便该 SiC外延片表面的台阶聚集 缺陷处满足平面反射 光栅模型的形成条件。 6.根据权利要求1至4任一项所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特 征在于： 照射在SiC外延片表面的光线为平行光线， 且光线的光照强度大于等于1000勒克 斯。 7.根据权利要求6所述的SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方法， 其特征在于： 光 线的光照强度大于等于15 00勒克斯。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114993950 A 2一种SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及晶片制造技术领域， 具体涉及一种SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的 检测方法。 背景技术 [0002]目前行业内标准的4H ‑SiC同质外延 生长模式是在4度斜切的衬底上采用台 阶流生 长模式进行外延生长， 该外延生长模式下， 极易造成外延表面台阶聚集(step  bunching)， 特别是若所用的衬底表面存在因化学机械抛光(CMP)工艺异常导致划伤或压损伤 时， 外延 后对应位置表面则极易出现宏观台阶聚集(即macro ‑step bunching， 本发 明中称其为台阶 聚集缺陷)。 SiC外延表面台阶聚集到一定程度即形成 台阶聚集缺陷， 造成表 面粗糙， 从而对 电力电子器件的性能造成较为严重的影响。 据目前行业内各器件厂家的研究分析结果表 明， SiC外延片表面台阶聚集缺陷会增加 MOSFET器件的表面态， 降低沟道载流子的迁移率， 大幅降低器件的性能， 甚至造成器件直接失效。 因此SiC外延表面台阶聚集缺陷缺陷作为 MOSFET器件的致命缺陷， 需要被有效且 快速地检测出。 目前行业内检测SiC外延表 面macro‑ step bunching缺陷， 通常采用光学显微镜法(如徕卡公司金相显微镜LEICA  DM8000M)和激 光扫描信 号拟合成像法(如KLA公司的Candela  8520机台)两种方法来进行检测， 这两种方 法均需借助设备机台进行检测， 检测成本较高， 且检测效率较低。 发明内容 [0003]针对现有技术的不足， 本发明提供了一种SiC外延片表面的台阶聚集缺陷的检测 方法， 其主 要解决的是现有SiC 外延片表面的台阶聚集 缺陷检测成本高的技 术问题。 [0004]本申请人经研究发现， 由于S iC晶棒在切割时与晶面成一定角度， 行业内普遍采用 4度斜切， 这一切割 方法使得衬底表面出现了高密度的原子级台阶。 在外延生长时， 气相分 子沉积于衬底表面并迁移到原子台阶处。 随着生长时间的延长， 表面原子台阶不断得到延 伸， 因此衬底晶型在外延过程中得以重复。 这种被表面原子台阶所控制的外延生长过程被 称作“台阶流外延生长模式 ”， 该生长模式下原子级台阶间距约为3.61nm。 基于以上原理， SiC同质外延片采用4度斜切衬底， 标准外延生长模式采用台阶流生长模式， 理论上在外延 片表面正常区域会形成一个个固定大小的台阶， 但在实际生长过程中受衬底斜切工艺、 外 延生长温度、 生长速度、 生长炉内微粒掉落等因素的影响， 其形成台阶大小会有所偏差(或 有微观聚集)， 其正常区域的AFM检测形貌如附图1所示， 其台阶高度约0.1 ‑0.2nm、 台阶间距 (即光栅常数d)约为5 ‑20nm； 在相同外延生长工艺条件下， 因衬底表面CMP工艺异常导致外 延后表面出现的台阶聚集缺陷， 其台阶聚集缺陷异常区域的AFM检测形貌如附图2所示， 其 聚集台阶高度约2 ‑3nm、 聚集台阶宽度约0.5 ‑1um， 聚集台阶间距(即光栅常数d)约3 ‑8um， 可 以理解的是， 台阶聚集缺陷处的台阶间距由正常区域的纳米级别转为微米级别， 其正好形 成了在合适光线照射条件下能够有效产生衍射带的平面反射光栅模型结构， 这也形成了本 发明的检测方法 的必要基础。 本发明中， 所使用的SiC外延片样片优选为我司在LPE外延炉说　明　书 1/5 页 3 CN 114993950 A 3