[發明專利]一種判斷砷化鎵晶體中線性孿晶長度的方法

有效

• 申請號: 202110709208.0
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113427651B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉建忠;劉火陽;周鐵軍;易明輝
• 申請（專利權）人: 廣東先導微電子科技有限公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;G06F17/11;C30B33/10;C30B29/42
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

本發明公開一種判斷砷化鎵晶體中線性孿晶長度的方法，包括以下步驟：S1.預處理晶片，測量晶片頭部一端線性孿晶的任意一端點到晶片側面的垂直距離；S2.根據線性孿晶和晶體角度偏轉的方向和角度有關聯性，得出線性孿晶長度計算公式；S3.通過計算的切割長度，按照切割的長度，對待檢測晶片切除相應的孿晶。本發明的方法推算出一種切除長度的方法，改變了傳統采用分肉眼識別及經驗判斷來切除線性孿晶；可以一步到位計算出線性孿晶所需切除長度，減少返工次數及重復返工可能造成的晶體有效長度損耗，大大地提高了生產效率及產品質量及穩定性。

技術領域

本發明涉及半導體材料晶體加工領域，更具體地，涉及一種判斷砷化鎵晶體中線性孿晶長度的方法。

背景技術

氧化鎵單晶屬于單斜晶系，a=1.223nm，b=0.304nm，c=0.58nm，各向異性顯著，其中（100）面最易獲得，但是無法進行同質外延，嚴重限制了其應用。同質外延所需的晶面均與（100）面存在夾角，在生長此類晶面的氧化鎵晶體時就會產生孿晶。非（100）面氧化鎵晶片中存在孿晶就會影響外延層的質量，因此，必須在使用前辨別該晶片中是否存在孿晶。

半導體材料砷化鎵晶體加工階段，需將有缺陷的晶體切除，位錯檢測及電學參數性能測試合格，才能流入晶片加工階段，否則缺陷晶體流入到晶片生產工序，會造成大量取片，導致晶片生產工序原輔料、電費、人工等浪費，從而增加生產成本負擔。砷化鎵晶體生長容易產生一種線性孿晶（簡稱M-Twin）缺陷，外圓滾磨階段，在燈光照射下，能將大部分肉眼可見的線性孿晶標識出來，晶體切割工序可將此類肉眼可見線性孿晶直接切除，但除此之外，還存在微米級肉眼觀察不到的線性孿晶，需通過測試工序化學藥劑腐蝕，晶體切割端面才能將其顯示出來；晶體側面觀察大部分仍然看不見，這種肉眼不可見線性孿晶傳統的切除方法是通過經驗來判斷需切除的長度，而通過經驗來判斷的方法，往往極其不準確，判斷多了會造成晶體有效長度（無缺陷，合格部分）浪費，判斷少了會造成反復切割，導致工時浪費影響車間生產效率。

因此，有必要研究設計一種能準確判斷砷化鎵晶體肉眼不可見線性孿晶切除長度的判斷方法，對于實際生產具有巨大的實際意義及市場價值。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種判斷砷化鎵晶體中線性孿晶長度的方法。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

公開一種判斷砷化鎵晶體中線性孿晶長度的方法，包括以下步驟：

S1.預處理晶片，測量晶片頭部一端線性孿晶的任意一端點到晶片側面的垂直距離L；

S2.根據線性孿晶和晶體角度偏轉的方向和角度有關聯性，得出線性孿晶長度計算公式：

H=Ltan（θ+β）式1

式1中，θ為任一晶面和孿晶面的夾角，（θ+β）為晶體端面和孿晶面的夾角為，β為由一晶面往孿晶面偏轉的度數，L代表晶片頭部一端線性孿晶的任意一端點到晶片側面的垂直距離，H表示需要切割的長度；式2是根據晶面指數計算晶面夾角的公式，（h，k，l）代表晶面指數，式中的h1、k1和l1代表任一晶面的晶面指數；式中的h2、k2和l2代表孿晶面的晶面指數；

S3.通過計算的切割長度，按照切割的長度，對待檢測晶片切除相應的孿晶。

進一步地，所述晶面為（100）面，所述孿晶面為（111）面。

進一步地，所述預處理為：從晶體頭部切取待檢測晶片，對待檢測晶片進行化學藥劑腐蝕，顯示出晶片頭部和晶片尾部兩面的線性孿晶。

進一步地，所述化學藥劑為氫氧化銨、過氧化氫和純水的混合藥液。

進一步地，所述混合藥液中，氫氧化銨、過氧化氫和純水的質量比為1-3:1-3:1，進一步優選質量比為2:2:1。