[發明專利]寬帶隙半導體基板的缺陷檢查方法和缺陷檢查裝置

有效

• 申請號: 201680004691.X
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN107110782B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 村田浩之;大槻真左文
• 申請（專利權）人: 東麗工程株式會社
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/88;H01L21/66
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 于靖帥;喬婉

提供如下的方法和缺陷檢查裝置：雖然采用了簡單的裝置結構，但能夠迅速且可靠地檢查產生在寬帶隙半導體基板中的缺陷。具體而言，對產生在寬帶隙半導體基板中的缺陷進行檢查的方法或缺陷檢查裝置的特征在于，朝向所述寬帶隙半導體基板照射激發光，對因所述激發光照射到所述寬帶隙半導體基板而發出的可見光區域的光致發光進行拍攝，根據所拍攝的包含所述可見光區域的光致發光在內的圖像中的、從所述寬帶隙半導體基板的不存在缺陷的部位發出的光的強度與從該寬帶隙半導體基板的缺陷部位發出的光的強度的差異，對產生在該寬帶隙半導體基板中的缺陷進行檢查。

技術領域

本發明涉及對產生在形成于寬帶隙半導體基板上的外延層或者構成寬帶隙半導體基板的材料本身中的缺陷進行檢查的方法和裝置。

背景技術

在SiC基板上形成了外延層的結構(所謂的SiC外延基板)是寬帶隙半導體，是隨著太陽能發電、混合動力汽車、電動汽車的普及而被關注的功率半導體器件。但是，SiC外延基板仍然存在大量的缺陷結晶，因此為了作為功率半導體器件來使用而需要進行全數檢查。

其中，被稱為基底面位錯(dislocation)的結晶缺陷是作為pn接合型二極管的正向特性降低的要因的堆垛層錯缺陷擴展的原因。因此，提出了降低包含基底面位錯在內的結晶缺陷的密度的制造方法(例如，專利文獻1)。

并且，以往，提出了通過光致發光(PL)法來檢查SiC外延基板的結晶缺陷的技術(例如，專利文獻2)。

或者，提出了使用X射線形貌術而非破壞性地檢測缺陷的技術(例如，專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開WO2014/097448

專利文獻2：日本特許3917154號公報

專利文獻3：日本特開2009-44083號公報

發明內容

發明要解決的課題

第一，產生在SiC外延基板中的缺陷具有多個種類，根據缺陷的種類而對制造出的器件的壽命、性能帶來的影響不同。因此，有時希望僅提取出特定的種類的缺陷。這是為了對制造方法的改善前后的缺陷的數量、大小進行比較并確認是否表現出改善的效果、或者實施出廠前的制品檢查。

但是，在像專利文獻2那樣使用光致發光(PL)法由黑白照相機對紅外光區域的波長進行拍攝的情況下，無法檢測特定的種類的缺陷或者對缺陷的種類進行分類。并且，由于從缺陷部位發出的熒光發光的能量微弱，因此需要加長圖像取得所需的時間，無法進行迅速的檢查。

另一方面，在像專利文獻3那樣使用X射線形貌術的情況下，雖然能夠以非破壞方式進行檢查，但需要大量的檢查時間，還需要用于照射高強度的X射線的大規模的特殊設施。

因此，本發明的第1目的在于，提供如下的缺陷檢查方法和缺陷檢查裝置：雖然采用了簡單的裝置結構，但能夠迅速地進行缺陷的檢查，并且實現可靠地將特定的種類的缺陷作為對象的檢查或缺陷種類的分類。

第二，產生在SiC外延基板中的缺陷具有多個種類，根據缺陷的種類而對制造出的器件的壽命、性能帶來的影響不同。因此，有時希望僅提取出特定的種類的缺陷。這是為了對制造方法的改善前后的缺陷的數量、大小進行比較并確認是否表現出改善的效果、或者實施出廠前的制品檢查。

但是，在像專利文獻2那樣使用光致發光(PL)法由黑白照相機對紅外光區域的波長進行拍攝的情況下，無法可靠地對缺陷的種類進行分類。

另一方面，在像專利文獻3那樣使用X射線形貌術的情況下，雖然能夠以非破壞的方式進行檢查，但需要大量的檢查時間，還需要用于照射高強度的X射線的大規模的特殊設施。