[發(fā)明專利]用于對(duì)發(fā)光器件進(jìn)行特征分析的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410093395.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN104048599B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·C·莫羅;J·達(dá)默;S·C·多茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 以操作-試驗(yàn)名義經(jīng)營(yíng)的索夫泰克系統(tǒng)配套公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/06;G01N21/25;G01N21/66;G01N21/88
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 須一平;邱忠貺

本發(fā)明描述了一種用于對(duì)發(fā)光器件進(jìn)行特征分析的方法和系統(tǒng)，其對(duì)發(fā)光器件的物理特性進(jìn)行特征分析，物理特性例如是在固態(tài)發(fā)光器件的襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜的厚度、一致性、極化、和/或缺陷尺寸和位置（例如缺陷密度分布）。在此所述的實(shí)施方式一般包括：用能源對(duì)發(fā)光器件進(jìn)行激發(fā)；對(duì)在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜所發(fā)射的光能進(jìn)行分析。

相關(guān)申請(qǐng)交叉引用

當(dāng)前申請(qǐng)要求2013年3月13日提交的標(biāo)題為“用于對(duì)發(fā)光晶體結(jié)構(gòu)的厚度和一致性進(jìn)行測(cè)量的方法和系統(tǒng)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/780,294號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其在此通過引用而全部并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)一般涉及對(duì)固態(tài)發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行特征分析的方法和系統(tǒng)。特別是涉及在固態(tài)發(fā)光器件的制造過程中通過對(duì)晶體結(jié)構(gòu)或薄膜當(dāng)被光能激發(fā)時(shí)發(fā)出的光子進(jìn)行分析來(lái)例如對(duì)在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜的厚度、一致性、極化、和/或缺陷密度分布進(jìn)行測(cè)量。

背景技術(shù)

有許多對(duì)在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜進(jìn)行特征分析的方法，襯底例如是用各種材料（例如硅、青玉、SiC、GaAs、InP）制成的晶圓片。這些方法中的大多數(shù)方法實(shí)際上是破壞性的，涉及到對(duì)晶體結(jié)構(gòu)或薄膜的材料進(jìn)行切割或蝕刻。這些侵害性的方法會(huì)破壞所測(cè)試的結(jié)構(gòu)的功能性且增加了生產(chǎn)成本和浪費(fèi)。這些侵害性的方法一般無(wú)法用于在制造過程中測(cè)試每個(gè)器件。

有些方法是非破壞性的，但是它們會(huì)需要特殊且昂貴的測(cè)試器材。例如，有些方法使用電磁輻射（例如無(wú)線電、紫外線、X射線）來(lái)以允許對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征分析的方式與測(cè)試結(jié)構(gòu)交互。通過對(duì)所發(fā)射的輻射的反射強(qiáng)度、吸收、衍射、或極性進(jìn)行測(cè)量來(lái)進(jìn)行特征分析。會(huì)需要特殊的器材來(lái)生成刺激輻射。

發(fā)明內(nèi)容

在制造固態(tài)發(fā)光器件的行業(yè)中，制造商對(duì)于在制造過程的早期確定在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜的物理特性很感興趣，晶體結(jié)構(gòu)的物理特性例如一致.性、厚度、極化、缺陷的尺寸及位置。發(fā)光器件的質(zhì)量是基于缺陷的數(shù)量和類型、膜的一致性、和/或其他物理特性的。

存在著對(duì)在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜進(jìn)行特征分析的方法和系統(tǒng)是非侵害性的需求。在此所述的實(shí)施方式提供了一種對(duì)在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜的物理特性進(jìn)行特征分析的方法和系統(tǒng)，物理特性例如是厚度、一致性、極化、缺陷的尺寸和位置（例如缺陷密度分布）。在此所述的實(shí)施方式一般包括：對(duì)襯底上個(gè)別的發(fā)光結(jié)構(gòu)（例如生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜）進(jìn)行激發(fā)；對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)所發(fā)射的光能（例如光子）進(jìn)行分析來(lái)分析發(fā)光結(jié)構(gòu)的物理特性。

在一些實(shí)施方式中，可將電作為能源來(lái)對(duì)所測(cè)試的發(fā)光器件進(jìn)行激發(fā)。在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜可被電所激發(fā)而發(fā)射光子（例如光能）。可對(duì)所發(fā)射的光進(jìn)行測(cè)量和反卷積（de-convolve）來(lái)例如對(duì)發(fā)射光子的個(gè)別的結(jié)構(gòu)的物理特性進(jìn)行分析。在一些實(shí)施方式中，可用至少一個(gè)高斯函數(shù)來(lái)進(jìn)行反卷積。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)高斯函數(shù)可與發(fā)射光子的個(gè)別的結(jié)構(gòu)的一個(gè)獨(dú)立的物理特性相關(guān)聯(lián)。

光譜能量分布（SPD）形式的總體光發(fā)射量是發(fā)光器件所發(fā)射的一個(gè)或更多的輻射能量（例如光子）來(lái)源的卷積。在一些實(shí)施方式中，可對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)（例如在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜）的SPD進(jìn)行收集和反卷積來(lái)分析SPD。

在一些實(shí)施方式中，可對(duì)所發(fā)射的光子的反卷積SPD進(jìn)行分析。所發(fā)射的光子的反卷積SPD例如與在襯底上生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)或沉積的薄膜的位置、尺寸、厚度、缺陷分布（例如位錯(cuò)結(jié)構(gòu)）相關(guān)。在一些實(shí)施方式中，可對(duì)反卷積SPD的數(shù)值波長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在一些實(shí)施方式中，可用晶圓片上的每個(gè)器件的數(shù)值波長(zhǎng)參數(shù)的假色映射使光發(fā)射量的非一致性可視化。在一些實(shí)施方式中，可將一個(gè)或更多的反卷積SPD用于構(gòu)建假色映射。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)反卷積SPD可與光子發(fā)射結(jié)構(gòu)中的改變相關(guān)聯(lián)。通過對(duì)反卷積SPD進(jìn)行分析，可對(duì)多個(gè)光子發(fā)射結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

附圖說(shuō)明