[實用新型]一種用于導電型碳化硅晶片的應力檢測裝置

有效

• 申請號: 202222799044.8
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN218180159U
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 顧躍;黃曉升
• 申請（專利權）人: 廈門雅和升科技有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本實用新型公開了一種用于導電型碳化硅晶片的應力檢測裝置，在底座一側設有支架，在支架上設有偏振片A、晶片臺和觀察鏡頭，晶片臺為圓環狀，用于放置待檢測晶片。在底座上表面設有面光源；偏振片A位于面光源正上方并位于晶片臺正下方，觀察鏡頭位于晶片臺上方；在偏振片A和晶片臺之間設有1/4波片A。在支架上設有1/4波片B和偏振片B，1/4波片B位于晶片臺正上方，偏振片B位于1/4波片B正上方和觀察鏡頭之間。偏振片A、1/4波片A、1/4波片B、偏振片B、晶片臺具有同軸性，即圓心在同一垂直線上。本檢測裝置結構簡單，操作方便，檢測結果更真實準確，測試結果可為晶片質量篩選快速提供信息。

技術領域

本實用新型涉及寬禁帶半導體應力檢測技術改進，更具體地說是一種用于導電型碳化硅晶片的應力檢測裝置，屬于應力檢測技術領域。

背景技術

碳化硅是目前使用量最大的第三代半導體材料，和第一代半導體材料單晶硅、第二代半導體材料砷化鎵、磷化銦比起來，碳化硅有著禁帶寬度更寬、擊穿電場更高、熱導率更高等性能優勢，可有效突破傳統硅基功率半導體材料與器件的物理極限，其中導電型碳化硅單晶特別適用于高電壓功率器件，目前已在電動汽車的功率器件上大規模應用。

導電型碳化硅單晶目前主要由物理氣相傳輸（PVT）生長得到，制備的碳化硅單晶需經過退火、切割、研磨、化學機械拋光（CMP）等多道處理工序，獲得的單晶薄片作為襯底材料，經過外延生長、器件制造等環節，方可制成碳化硅基功率器件。制備好的襯底材料，因為生長過程中的熱場不均勻，以及加工過程中的機械作用，容易產生內部應力，而應力會對外延生長與器件制造產生嚴重的影響，因此快速篩選出應力小的導電型碳化硅晶片襯底對于其后端工序的成品率與生產效率有著重要的意義。

目前檢測碳化硅晶片應力通常采用光彈法，即通過偏振光應力雙折射成像來判斷晶片中應力大小與分布。但目前多通過偏振片得到的線偏振光進行檢測，線偏振光的兩個偏振軸方向是固定的，這樣當晶體中應力方向與偏振軸方向垂直時就會產生等傾線，導致成像結果出現大面積黑色十字（即應力條紋），如圖1所示，影響對位錯的觀測，嚴重影響對晶片內部應力與缺陷的觀察及判斷。同時導電型碳化硅通常采用偏4度角生長，一般的檢測過程中光路并未與晶面完全垂直，也會導致成像結果部分失真。國內外部分高端設備在成像端采用一系列信號處理來解決這些問題，但這需要復雜的算法與大量光學元器件，導致設備成本極高，同時也需要一定時間來進行成像和判斷，一定程度上影響了科研與生產效率。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種用于導電型碳化硅晶片的應力檢測裝置，本檢測裝置結構簡單，操作方便，檢測結果更真實準確，測試結果可為晶片質量篩選快速提供信息。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種用于導電型碳化硅晶片的應力檢測裝置，包括底座，在底座一側設有支架，在支架上設有偏振片A、晶片臺和觀察鏡頭，晶片臺為圓環狀，圓環內徑小于晶片直徑，用于放置待檢測晶片并避免掉落；在底座上表面或者支架下端設有面光源；偏振片A位于面光源正上方并位于晶片臺正下方，觀察鏡頭位于晶片臺上方；其特征在于：在偏振片A和晶片臺之間設有1/4波片A，偏振片A、1/4波片A、晶片臺中心在同一豎直線上。

進一步地，在支架上設有1/4波片B和偏振片B，1/4波片B位于晶片臺正上方，偏振片B位于1/4波片B正上方和觀察鏡頭之間。

更進一步地，所述晶片臺與水平方向成4度傾角；面光源、偏振片A、1/4波片A、1/4波片B、偏振片B、觀察鏡頭均水平放置。

優選地，所述偏振片A與偏振片B偏振方向相同，偏振片A偏振方向與1/4波片A慢軸夾角為45度，1/4波片A與1/4波片B慢軸方向相同。

優選地，所述面光源、偏振片A、1/4波片A、1/4波片B、偏振片B和觀察鏡頭均為圓形；面光源直徑大于偏振片A；所述偏振片A、1/4波片A、1/4波片B和偏振片B直徑均相同，且直徑大于或等于晶片直徑；觀察鏡頭直徑小于晶片直徑。