[發明專利]碳化硅晶圓電阻分布圖像生成方法、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202111528881.0
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114167138B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 宋立輝;皮孝東;楊德仁;熊慧凡
• 申請（專利權）人: 浙江大學杭州國際科創中心
• 主分類號: G01N21/66
• 分類號: G01N21/66;G01R27/02;G06F17/11;G06F17/16;G06T11/20
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

本發明提供了一種碳化硅晶圓電阻分布圖像生成方法、系統及存儲介質，通過向碳化硅晶圓施加一個固定電壓，來形成碳化硅晶圓的EL光譜強度分布圖像，再建立EL光譜強度方程、電壓強度與載流子濃度關系方程、電壓強度與載流子濃度關系方程、電阻分布方程，然后通過聯立EL光譜強度方程、電壓強度與載流子濃度關系方程、平均電子濃度方程，計算得到碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系，來生成載流子濃度分布圖像；最后生成精確、完整的碳化硅晶圓的電阻分布圖像。相比傳統方法，本發明一種碳化硅晶圓電阻分布圖像生成方法比電阻儀的速度快一個數量級以上，且圖像連續完整等優點，適用于大規模工業化生產中的碳化硅晶圓表征。

技術領域

本發明涉及碳化硅的技術領域，特別涉及一種碳化硅晶圓電阻分布圖像生成方法、系統及存儲介質。

背景技術

碳化硅是功率半導體器件的重要原材料，根據現有碳化硅制備工藝制備的碳化硅晶圓具有橫向摻雜不均勻的問題，從而導致碳化硅晶圓的串聯電阻在整個碳化硅晶圓上存在差異，此外碳化硅晶圓中的結構缺陷也會導致所述串聯電阻在碳化硅晶圓上存在差異。

為了檢測碳化硅晶圓的串聯電阻，傳統方法是利用低阻儀測量碳化硅晶圓中一個小點處的電阻大小，然后分別在碳化硅晶圓的多處測量上述數據，從而得到碳化硅晶圓的一個大概電阻分布圖像，但采用傳統方法進行測量時，需要通過低阻儀進行逐點測量，具有測量時間久的缺點，并且采用傳統方法進行測量只能獲得碳化硅晶圓多處地方的電阻值，而不能獲得一個連續的碳化硅晶圓電阻圖像，因而不能很好反應整個碳化硅晶圓上的串聯電阻分布信息。

發明內容

本發明的目的就是解決背景技術中提到的上述問題，提出一種碳化硅晶圓體電阻分布圖像生成方法、系統及存儲介質。

為實現上述目的，本發明首先提出了一種碳化硅晶圓體電阻分布圖像生成方法，包括以下步驟：獲取碳化硅晶圓EL光譜強度分布圖像；建立EL光譜強度方程：其中代表特定波長下的EL光譜強度、λ代表光譜波長、W代表碳化硅晶圓厚度、b_rad(λ)代表特定波長下的熒光發光強度系數、n(z)代表晶圓深度為z處的電子濃度、p(z)代表晶圓深度為z處的空穴濃度、f_esc(λ,z)代表熒光被探測器捕獲的概率；建立電壓強度與載流子濃度關系方程：其中V代表電壓、k代表玻爾茲曼常數、T代表絕對溫度、q代表單位電荷值、n_i代表碳化硅的本征電子濃度；建立平均電子濃度方程：其中n(aver)代表晶圓深度為z處的平均電子濃度；建立電阻分布方程：其中ρ代表電阻值、μ_e代表電子遷移率；聯立所述EL光譜強度方程、所述電壓強度與載流子濃度關系方程、所述平均電子濃度方程，計算得到碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系，再根據碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系、所述EL光譜強度分布圖像，生成載流子濃度分布圖像；根據所述載流子濃度分布圖像以及所述電阻分布方程生成碳化硅晶圓電阻分布圖像。

可選的，根據碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系、所述EL光譜強度分布圖像，生成載流子濃度分布圖像包括以下步驟：獲取第一數值矩陣，所述第一數值矩陣為EL光譜強度分布圖像的數值矩陣；根據碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系將所述第一數值矩陣轉化為第二數值矩陣，所述第二數值矩陣為載流子濃度分布圖像的數值矩陣；根據所述第二數值矩陣得到載流子濃度分布圖像。

可選的，根據所述載流子濃度分布圖像、所述電阻分布方程生成碳化硅晶圓電阻分布圖像包括以下步驟：獲取第二數值矩陣，所述第二數值矩陣為載流子濃度分布圖像的數值矩陣；根據碳化硅晶圓平均電子濃度與EL光譜強度的函數關系將所述第二數值矩陣轉化為第三數值矩陣，所述第三數值矩陣為碳化硅晶圓電阻分布圖像的數值矩陣；根據所述第三數值矩陣，得到碳化硅晶圓電阻分布圖像。

可選的，通過向碳化硅晶圓施加一個固定電壓，再利用探測器收集碳化硅電致發光現象產生的EL光譜信號，來形成碳化硅晶圓的EL光譜強度分布圖像。