一种表征硅晶体中缺陷的方法技术

本申请公开了一种表征硅晶体中缺陷的方法，所述方法包括：对硅晶体的表面进行蚀刻，以去除目标厚度的硅晶体；对蚀刻后的所述硅晶体的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定硅晶体中存在的缺陷的类型和/或每种缺陷在水平面上存在的缺陷区间。所述方法可以减少缺陷表征周期、减少表征成本、同时表征多种缺陷(空洞，氧沉淀，位错)，还可以提高表征精度，能够实现缺陷类型与缺陷区间的区分，具有高可靠性，适用所有晶体缺陷类别，操作简便，为一种环境友好型的原生缺陷检测手段。

【技术实现步骤摘要】
一种表征硅晶体中缺陷的方法
本申请涉及硅晶体缺陷领域，具体而言涉及一种表征硅晶体中缺陷的方法。
技术介绍
单晶硅是集成电路器件最重要的衬底材料，而在硅晶体生长和冷却过程中产生的原生缺陷会极大地影响器件性能。缺陷的表征对研究单晶硅中的缺陷形成和控制生长无缺陷单晶硅具有重大意义。现有的表征方法需要长时间的热处理和复杂的化学处理，样品制备复杂，表征周期长，资源和人力成本高，表征精度不高，而且表征不同缺陷需要不同的方法，难以保证产品的产量和质量，同时对环境不友好。因此需要进行改进，以解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种表征硅晶体中缺陷的方法，所述方法包括：对硅晶体的表面进行蚀刻，以去除目标厚度的硅晶体；对蚀刻后的所述硅晶体的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定所述硅晶体中存在的缺陷的类型和/或每种缺陷在所述水平面上存在的缺陷区间。可选地，对所述硅晶体的表面进行蚀刻包括：对所述硅晶体的表面进行预处理，以去除所述硅晶体表面的氧化层；对所述硅晶体表面进行蚀刻，蚀刻的气氛为七族氢化物，蚀刻的温度大于或等于700℃，蚀刻的气体流量为100sccm-1000sccm，蚀刻的时间为1s-1000s。可选地，根据蚀刻出的缺陷数量和所述目标厚度计算所述缺陷体密度。可选地，所述方法包括：通过光散射颗粒扫描得到每个缺陷的光散射等效尺寸，根据所述光散射等效尺寸确定所述缺陷的类型。可选地，根据所述光散射等效尺寸确定所述缺陷的类型包括：在表征之前建立所述光散射等效尺寸与所述缺陷类型之间的对应关系；在表征时通过光散射颗粒扫描获取样本的光散射等效尺寸之后，根据所述光散射等效尺寸和所述对应关系，确定样本中存在的缺陷的类型。可选地，通过光散射颗粒扫描得到每个缺陷在所述水平面的位置，进而得到沿半径分布的所述缺陷体密度；根据所述光散射等效尺寸确定的所述缺陷的类型以及每种缺陷类型所具有的所述缺陷体密度的特点划分出每种缺陷的缺陷区间，其中，每种缺陷具有特定数值范围的所述缺陷体密度。可选地，在所述硅晶体的不同厚度处，每种缺陷具有的所述缺陷体密度的特定数值范围不同，所述方法还包括获取所述硅晶体的不同厚度处每种缺陷具有的所述缺陷体密度的特定数值范围。可选地，根据所述缺陷的类型以及每种缺陷类型所具有的所述缺陷体密度的特点结合缺陷相邻规律划分出每种缺陷的缺陷区间。可选地，所述缺陷的类型包括孔洞、氧沉淀、自间隙原子聚集缺陷和错位缺陷。可选地，所述缺陷区间包括空位聚集区、氧化诱生层错区、纯净空位区、纯净自间隙原子区和自间隙原子聚集区。可选地，根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图和缺陷相邻规律确定所述缺陷的类型和划分出每种缺陷的缺陷区间。为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了表征硅晶体中缺陷的方法，在所述方法中通过对蚀刻后的硅晶体的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、蚀刻后缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；并根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述蚀刻后缺陷的光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定所述硅晶体中存在的缺陷的类型和/或每种缺陷在所述水平面上存在的缺陷区间。所述方法可以减少缺陷表征周期、减少表征成本、同时表征多种缺陷(空洞，氧沉淀，位错)，还可以提高表征精度，能够实现缺陷类型与缺陷区间的区分，具有高可靠性，适用所有晶体缺陷类别，操作简便，为一种环境友好型的原生缺陷检测手段。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。在附图中，图1A为本申请一实施例中所述缺陷类型的结构示意图；图1B为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻前的光散射颗粒扫描示意图；图1C为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻后的光散射颗粒扫描示意图；图1D为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻前的硅晶体剖面结构示意图；图1E为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻后的硅晶体剖面结构示意图；图2A为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻后的光散射等效尺寸的示意图；图2B为图2A中所述硅晶体蚀刻后的光散射等效尺寸的示意图的分解示意图；图2C为本申请一实施例中所述硅晶体蚀刻后的缺陷体密度的示意图；图3A为本申请另一实施例中所述硅晶体蚀刻后的光散射等效尺寸的示意图；图3B为图3A中所述硅晶体蚀刻后的光散射等效尺寸的示意图的分解示意图；图3C为本申请另一实施例中所述硅晶体蚀刻后的缺陷体密度的示意图；图4为本申请一实施例中所述表征硅晶体中缺陷的方法的流程示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。这里参考作为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表征硅晶体中缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：/n对硅晶体的表面进行蚀刻，以去除目标厚度的硅晶体；/n对蚀刻后的所述硅晶体的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；/n根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定所述硅晶体中存在的缺陷的类型和/或每种缺陷在所述水平面上存在的缺陷区间。/n

【技术特征摘要】
1.一种表征硅晶体中缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：
对硅晶体的表面进行蚀刻，以去除目标厚度的硅晶体；
对蚀刻后的所述硅晶体的水平表面进行光散射扫描，以得到所述水平表面的光散射颗粒扫描图、缺陷的光散射等效尺寸以及缺陷体密度；
根据所述水平表面的光散射颗粒扫描图、所述光散射等效尺寸和所述缺陷体密度中的至少一种确定所述硅晶体中存在的缺陷的类型和/或每种缺陷在所述水平面上存在的缺陷区间。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述硅晶体的表面进行蚀刻包括：
对所述硅晶体的表面进行预处理，以去除所述硅晶体表面的氧化层；
对所述硅晶体表面进行蚀刻，蚀刻的气氛为七族氢化物，蚀刻的温度大于或等于700℃，蚀刻的气体流量为100sccm-1000sccm，蚀刻的时间为1s-1000s。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据蚀刻出的缺陷数量和所述目标厚度计算所述缺陷体密度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过光散射颗粒扫描得到每个缺陷的光散射等效尺寸，根据所述光散射等效尺寸确定所述缺陷的类型。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述光散射等效尺寸确定所述缺陷的类型包括：
在表征之前建立所述光散射等效尺寸与所述缺陷类型之间的对应关系；
在表征时通过光散射颗粒扫描获...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏星，刘赟，薛忠营，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31