[發(fā)明專利]一種GaAs基晶圓斜切角度的快速表征方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011033632.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN112326707A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋世金;趙炆兼;湯惠淋;王雷;劉浩飛;馬金峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威科賽樂微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/2251
• 分類號(hào): G01N23/2251;G01N23/04;G01B15/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 張晨

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體外延薄膜及器件技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種GaAs基晶圓斜切角度的快速表征方法，包括以下步驟：S1、對(duì)GaAs基晶圓沿自然解理面進(jìn)行分割；S2、沿平行于GaAs基晶圓的襯底表面，并與自然解理面法線一側(cè)呈45°方向，觀察并測(cè)量解理邊與GaAs基晶圓上下表面的夾角，記為θ1；S3、若θ1≠90°，則GaAs基晶圓的斜切角為|90°?θ1|；S4、若θ1＝90°，則沿平行于GaAs基晶圓襯底表面、與自然解理面法線另一測(cè)呈45°方向，觀察并測(cè)量解理邊與晶圓襯底上、下表面的夾角，記為θ2，則GaAs基晶圓的斜切角為|90°?θ2|。本發(fā)明能夠簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)GaAs基晶圓斜切角度進(jìn)行表征，并適用于經(jīng)外延、金屬、介電薄膜沉積后的完整器件晶圓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體外延薄膜及器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種GaAs基晶圓斜切角度的快速表征方法。

背景技術(shù)

通過對(duì)特定晶面取向的單晶襯底沿特定晶向斜切，根據(jù)不同材料性質(zhì)及終結(jié)層類型，可在單晶襯底表面構(gòu)造單原子層高度的周期臺(tái)階，這種長(zhǎng)程有序的微觀表面結(jié)構(gòu)有利于沉積原子的形核遷移，獲得臺(tái)階流動(dòng)(Step-flow)生長(zhǎng)模式的高質(zhì)量外延薄膜，也可提高表面吸附原子的形核率并抑制量子點(diǎn)的合并，實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)的Stranski-Krastanov模式調(diào)控生長(zhǎng)。此外，在一些特殊原理和功能的熱流傳感器中，通過斜切單晶襯底上的超晶格、各向異性外延薄膜生長(zhǎng)，可構(gòu)建微觀原子層熱電堆(Atomic layer thermopile,ALTP)，以此獲得超快響應(yīng)的光-熱-電響應(yīng)信號(hào)。

基于上述原因，斜切單晶襯底被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體外延和芯片制造行業(yè)，且斜切角度對(duì)制程工藝和產(chǎn)品性能至關(guān)重要，但目前對(duì)斜切角度的表征手段非常有限，均基于布拉格衍射原理。文獻(xiàn)“應(yīng)用X射線定向儀的晶體快速定向法。劉來保等，2001，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社”公開了用X射線定向儀對(duì)不同晶體、晶面傾角的加工和表征方法，但該方法需對(duì)晶體2θ、θ、樣品角度中的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行多次逼近測(cè)量。文獻(xiàn)“Applied Physics A,2017,123(9):595”公開了一種用X射線衍射儀表征外延薄膜及襯底傾斜角度的方法，但該方法需對(duì)傾角進(jìn)行Offset預(yù)設(shè)，同時(shí)需對(duì)面內(nèi)Phi、Chi、2θ、θ等衍射參數(shù)進(jìn)行逼近測(cè)量。此外，對(duì)于經(jīng)外延生長(zhǎng)，或金屬、介電薄膜沉積制程的器件晶圓，表面膜層將削弱或完全阻擋斜切角的衍射信息，將導(dǎo)致上述方法均不適用。

綜上所述，現(xiàn)有基于衍射原理的晶圓斜切角度表征方法，需對(duì)多個(gè)角度參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)逼近，極易造成測(cè)量誤差，表征過程繁瑣、不直觀，且對(duì)經(jīng)外延、金屬、介電薄膜沉積后的完整器件晶圓不再適用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種GaAs基晶圓斜切角度的快速表征方法，能夠簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)GaAs基晶圓斜切角度進(jìn)行表征。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題：

一種GaAs基晶圓斜切角度的快速表征方法，包括以下步驟：

S1、對(duì)GaAs基晶圓沿自然解理面進(jìn)行分割；

S2、沿平行于GaAs基晶圓的襯底表面，并與自然解理面法線一側(cè)呈45°方向，觀察并測(cè)量解理邊與GaAs基晶圓上下表面的夾角，記為θ1；

S3、若θ1≠90°，則GaAs基晶圓的斜切角為|90°-θ1|；

S4、若θ1＝90°，則沿平行于GaAs基晶圓襯底表面、與自然解理面法線另一測(cè)呈45°方向，觀察并測(cè)量解理邊與晶圓襯底上、下表面的夾角，記為θ2，則GaAs基晶圓的斜切角為|90°-θ2|。

進(jìn)一步，所述GaAs基晶圓襯底為(100)取向，斜切方向?yàn)?10的GaAs單晶襯底。

進(jìn)一步，所述GaAs基晶圓為裸襯底。

進(jìn)一步，所述GaAs基晶圓為經(jīng)同質(zhì)、異質(zhì)外延的GaAs基晶圓。