[發明專利]一種半導體圓硅片環狀層錯的測試方法

在審

• 申請號: 202010548224.1
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111781204A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 由佰玲;原宇樂;周迎朝;鄧春星;董楠;武衛;劉建偉;劉園;祝斌;劉姣龍;裴坤羽;孫晨光;王彥君;常雪巖;楊春雪;謝艷;袁祥龍;張宏杰;劉秒;呂瑩;徐榮清
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司;中環領先半導體材料有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/95;G01N21/84;G01N1/28;G01N1/32;G01N1/34;G01N1/44
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發明一種半導體圓硅片環狀層錯的測試方法，步驟包括：在圓硅片平面上選擇若干組徑向對稱的測試點；對圓硅片與測試點對應的位置進行微缺陷顆粒分析，每組測試點所對應的微缺陷顆粒數量一致或一差值，其中，位于對應微缺陷顆粒數量最多的一組測試點的位置之間且對應微缺陷顆粒數量較少的相鄰若干組測試點的位置均在圓硅片的環狀層錯位置上；位于對應微缺陷顆粒數量最多的一組測試點的位置之間并以微缺陷顆粒數量較少的相鄰若干組測試點的位置為半徑畫圓所圍成的環形區域即為環狀層錯。本發明采用物理測試方法極易判斷并可精確表征硅片中OISF的具體位置，尤其是宏觀位置判定更加精確，簡化了檢測步驟且縮短了檢測時間，環保且測試效率高。

技術領域

本發明屬于半導體材料硅單晶及硅片缺陷分析的技術領域，尤其是涉及一種半導體圓硅片環狀層錯的測試方法。

背景技術

直拉硅單晶在生長過程中會受到晶體爐、輔料材質、多晶料純度、爐體環境、溫度梯度、拉晶速度、熱歷史曲線等一系列因素的影響導致單晶內部不可避免的產生雜質和晶格缺陷。硅單晶的常規缺陷主要包括層錯、位錯，旋渦等缺陷，對于有些缺陷可以使用原生硅片直接進行分析測試，而有些缺陷需要經過高溫氧化誘生后進行測試。但無論是原生缺陷還是誘生缺陷，傳統的檢測方式都是需要時使用化學腐蝕方法進行分析。

在這些晶格缺陷中，尤其是氧化誘生層錯(OISF)是極其常見的一種缺陷現象，這一缺陷對載流子而言，都將形成復合-產生中心以及散射中心，并且還可能造成漏電管道、其它缺陷成核中心等不良現象的重要因素，這些對于半導體器件性能的影響極大。

對于氧化誘生層錯檢測常用的化學腐蝕方法中，比較常用的化學腐蝕液是由三氧化鉻、氫氟酸和超純水按照一定比例配置的混合液。該方法對化學品的純度要求較高，如果化學品金屬雜質多，對腐蝕效果有一定影響，硅片表面容易有霧狀，腐蝕后的分析和觀測有一定干擾，同時該方法對腐蝕條件也有一定要求，如腐蝕溫度、時間、腐蝕液使用次數等等。但最重要的在于三氧化鉻對水體可造成污染，屬于環保控制類的使用化學品，需要具備一定資質才能使用，所以開發物理方法替代化學方法刻不容緩，開發物理方法不僅可以提高測試準確性，同時對環境保護做出積極貢獻，新方法的開發具有一定的社會意義。

發明內容

本發明提供一種半導體圓硅片環狀層錯的測試方法，主要采用物理方法對大尺寸直徑圓硅片表面的環狀層錯進行測試，解決了現有技術中采用化學方法而導致測試工藝流程繁瑣、含鉻化學品排放、測試時間長且效率低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種半導體圓硅片環狀層錯的測試方法，步驟包括：

在所述圓硅片平面上選擇若干組徑向對稱的測試點；

對所述圓硅片與所述測試點對應的位置進行微缺陷顆粒分析，每組所述測試點所對應的所述微缺陷顆粒數量一致或一差值，其中，

位于對應所述微缺陷顆粒數量最多的一組所述測試點的位置之間且對應所述微缺陷顆粒數量較少的相鄰若干組所述測試點的位置均在所述圓硅片的環狀層錯位置上；

位于對應所述微缺陷顆粒數量最多的一組所述測試點的位置之間并以所述微缺陷顆粒數量較少的相鄰若干組所述測試點的位置為半徑畫圓所圍成的環形區域即為所述環狀層錯。

進一步的，所述測試點位置均位于所述圓硅片同一個半圓內，且最外側所述測試點距離所述圓硅片外圓邊緣的徑向距離至少10-15mm。

進一步的，所述測試點沿所述圓硅片的半圓直徑方向等距離間隔設置，且所述測試點相對于所述圓硅片圓心對稱。

進一步的，所述測試點均設置在與所述圓硅片直徑平行的同一條直線上；相鄰所述測試點的間隔距離不超過10mm。

進一步的，每組所述測試點所對應的所述微缺陷顆粒數量的所述差值占其平均所示微缺陷顆粒數量的比值大于0且小于3％。