[發(fā)明專利]硅片少子壽命的測(cè)試方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010191560.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111398774B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翔;馮舉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司;西安奕斯偉硅片技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/265
• 分類號(hào): G01R31/265;G01R31/26
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;張博

本發(fā)明提供了一種硅片少子壽命的測(cè)試方法及裝置，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。硅片少子壽命的測(cè)試裝置，包括：激光發(fā)生器，用于發(fā)射激光；微波探針，用于發(fā)射微波；控制單元，用于根據(jù)待測(cè)試硅片的外延層厚度計(jì)算出角度α，并根據(jù)所述角度α調(diào)整所述硅片的位置、所述微波探針發(fā)射微波的角度以及所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的角度，使得所述硅片與水平面之間的夾角為α，所述微波探針發(fā)射微波的方向與所述硅片垂直，所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的方向與水平面垂直。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同厚度外延層的硅片進(jìn)行少子壽命測(cè)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種硅片少子壽命的測(cè)試方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著集成電路集成度的不斷增大，對(duì)所需襯底單晶硅片的質(zhì)量要求也越來越高，人們常用非平衡態(tài)少數(shù)載流子壽命(少子壽命)來反映硅片質(zhì)量的好壞。硅片的少子壽命是指：在大于半導(dǎo)體禁帶寬度的能量(1.12eV)激勵(lì)下，被激發(fā)的空穴-電子對(duì)中少數(shù)載流子復(fù)合的平均時(shí)間。而金屬和缺陷會(huì)成為有效的復(fù)合中心，當(dāng)硅片中有較多的金屬和缺陷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致少子壽命大幅下降。

目前，檢測(cè)硅片少子壽命的方法主要是微波光電導(dǎo)衰退法(Microwave Photo-Conductance Decay,μ-PCD)。微波光電導(dǎo)衰退法是利用大于硅禁帶寬度的脈沖激光對(duì)硅片表面進(jìn)行照射，產(chǎn)生的空穴-電子對(duì)增大其光電導(dǎo)率，隨著激光的撤除，光電導(dǎo)率呈指數(shù)衰退，利用微波反射強(qiáng)度的變化探測(cè)光電導(dǎo)率的變化，從而得出少子的壽命。

外延片是在拋光片襯底上生長一層單晶硅薄膜的單晶硅片，由于其采用化學(xué)氣相沉積的方法來生長高質(zhì)量的單晶硅薄膜，不會(huì)產(chǎn)生單晶硅原缺陷且不含氧沉淀等雜質(zhì)，在IC器件制造的過程中越來越被廣泛使用，而外延片的少子壽命同樣是評(píng)價(jià)外延技術(shù)的方法之一。

現(xiàn)有技術(shù)中，光源一定的情況下無法對(duì)不同厚度外延層的硅片進(jìn)行少子壽命測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種硅片少子壽命的測(cè)試方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同厚度外延層的硅片進(jìn)行少子壽命測(cè)試。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種硅片少子壽命的測(cè)試裝置，包括：

激光發(fā)生器，用于發(fā)射激光；

微波探針，用于發(fā)射微波；

控制單元，用于根據(jù)待測(cè)試硅片的外延層厚度計(jì)算出角度α，并根據(jù)所述角度α調(diào)整所述硅片的位置、所述微波探針發(fā)射微波的角度以及所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的角度，使得所述硅片與水平面之間的夾角為α，所述微波探針發(fā)射微波的方向與所述硅片垂直，所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的方向與水平面垂直。

可選的，所述控制單元具體用于根據(jù)以下公式計(jì)算所述角度α：

α＝arccos(d/s)；

其中，s為激光的入射深度，d為待測(cè)試硅片的外延層厚度。

可選的，所述激光發(fā)生器發(fā)射的激光為波長904nm的紅外光，入射深度為30μm。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種硅片少子壽命的測(cè)試方法，包括：

根據(jù)待測(cè)試硅片的外延層厚度計(jì)算出角度α；

根據(jù)角度α調(diào)整硅片的位置使得所述硅片與水平面之間的夾角為α；

根據(jù)角度α調(diào)整微波探針發(fā)射微波的角度，使得所述微波探針發(fā)射微波的方向與所述硅片垂直；

根據(jù)角度α調(diào)整激光發(fā)生器發(fā)射激光的角度，使得所述激光發(fā)生器發(fā)射激光的方向與水平面垂直。

可選的，所述根據(jù)待測(cè)試硅片的外延層厚度計(jì)算出角度α包括：

根據(jù)以下公式計(jì)算所述角度α：