【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，属于碳化硅晶棒表征。
技术介绍
1、目前市面上可用于碳化硅单晶制备的技术方法包括物理气相法(pvt)、溶液法、高温化学气相沉积法(htcvd)等的方法，生长获得sic晶锭。后经过滚磨制备成标准尺寸晶棒，随后晶棒切割、研磨、抛光等多道晶圆加工工序从而获得sic衬底。
2、由于生长过程中存在轴向、径向温度梯度，需要对生长得到晶棒中的应力分布进行表征，从而实现对整体晶棒的评估，用以反馈至生产工艺，通过生产工艺调整以管控sic晶棒质量。若是每次表征时将sic晶棒切割进行分别测量统计该sic晶棒的应力分布，则在切割、研磨、抛光、检测过程中耗费大量的时间，导致检测成本升高，且对生产工艺的反馈周期长，难以在短期内实现sic晶棒质量的快速提升。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，该方法基于碳化硅晶棒的特点，采用头片和尾片的光程差的差值即可准确、快速对碳化硅晶棒轴向上的应力分布均匀性进行评价，降低检测成本的同时提高反馈效率，可及时对碳化硅晶棒的生产工艺进行调整。
2、本申请提供了一种碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，包括下述步骤：
3、(1)碳化硅晶棒制备得到的1～n个碳化硅衬底，n取自正整数，表示碳化硅衬底的序号，选取头片和尾片进行偏振光测试，所述头片为包含第一端面的第一片碳化硅衬底，序号为1，所述尾片为包含第二端面的最后一片碳化硅衬底，序号为n；
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5、该评价方法无需对碳化硅晶棒全部切割加工为衬底，只需要将碳化硅晶棒的头片和尾片进行切割、研磨、抛光为表面透光的晶片，利用偏光双折射检测得到头片和尾片的光程差，采用头片和尾片的光程差即可实现对整体晶棒光程差的评价，从而得到碳化硅晶棒的应力分布均匀性，提高了检测效率和检测结果准确性，且可及时反馈至生产工艺中进行工艺的调整，以获得质量稳定的碳化硅晶棒。
6、上述将碳化硅衬底命名为1～n，是指对单个碳化硅晶棒制备得到的碳化硅衬底进行的命名，不同的碳化硅晶棒之间命名不连续，每个碳化硅晶棒都是从序号1开始命名，直至命名到序号n。另外，上述效果中阐述本评价方法无需对碳化硅晶棒全部切割进行测试，只需要将头片和尾片测试即可，头片的序号始终为1，尾片的序号n的具体取值是根据碳化硅晶棒的厚度及每个切割片的厚度计算出来的，因此无需全部切割，也能够得到一个碳化硅晶棒中尾片的具体序号n。
7、可选地，所述头片和尾片的光程差为整体区域计算得到的光程差，所述头片和尾片的整体光程差均<10nm。
8、可选地，所述头片和尾片均包括环形区域和环形区域包围的中心区域，所述环形区域为自边缘向内延伸的宽度为3mm的区域，所述头片和尾片光程差为中心区域光程差，所述头片和尾片的中心区域光程差均<6nm。
9、上述步骤(2)中头片和尾片两个片子的光程差差值，既可以是片子整体光程差的差值，也可以是片子中心区域光程差的差值，上述两个评价指标均能够实现对碳化硅晶棒应力分布进行高效且精准的评价，用以管控sic晶棒质量，把控sic晶棒光程差区间。
10、可选地，若头片和尾片遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力整体是均匀的：
11、|σ1-σ2|<3nm，σ1表示头片的光程差的标准差，σ2表示尾片的光程差的标准差。
12、头片光程差的标准差能够反映头片的光程差分布的差异性，尾片光程差的标准差能够反映尾片光程差分布的均匀性，采用头片和尾片的光程差的标准差的差值|σ1-σ2|作为评价指标，与轴向评价方法(头片和尾片的光程差差值)相结合，能够实现对碳化硅晶棒从头部到尾部轴向及径向分布均匀性的评价，也能够在提高检测效率的同时实现精准评价。
13、可选地，还包括对除头片和尾片之外其余碳化硅衬底进行偏振光检测的步骤，若头片、尾片和其余碳化硅衬底遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力在轴向及面内均是均匀的：
14、所述的取值范围为0.8～1.2，的取值范围为0.8～1.2，表示碳化硅晶棒切割得到的所有的sic衬底的光程差的标准差的平均值。
15、该方式下能够对上述轴向及径向分布均匀性的评价方法进行验证，若是复合该条件，则表示采用头片和尾片的光程差差值评价晶棒轴向均匀性的方式及采用头片和尾片的光程差标准差差值评价晶棒面内均匀性的方式是可靠且准确的。
16、该方式虽然提高了评价准确性，但是需要检测所有的碳化硅衬底，降低了本评价方法的检测效率。不过本申请采用的是偏振光检测光程差的方式对碳化硅晶棒的应力进行评价，相比于拉曼和xrd的方式检测效率要高，因此即使是对所有衬底的光程差进行检测，仍能够提高本评价方法的检测效率。
17、可选地，σ1为头片的整体光程差的标准差，σ2为尾片的整体光程差的标准差，σ为sic衬底的整体光程差的标准差的平均值，所述头片和尾片的整体光程差的标准差均<6nm。
18、可选地，所述头片和尾片均包括环形区域和环形区域包围的中心区域，所述环形区域为自边缘向内延伸的宽度为3mm的区域，
19、σ1为头片的中心区域光程差的标准差，σ2为尾片的中心区域光程差的标准差，σ为sic衬底的中心区域光程差的标准差的平均值，所述头片和尾片的中心区域光程差的标准差均<3nm。
20、同理，上述头片和尾片的光程差标准差既可以是片子整体光程差标准差，也可以是片子中心区域光程差标准差，上述两个评价指标也能够相互检验，提高本评价方法的准确性。
21、可选地，若头片和尾片遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力整体是均匀的：
22、任意水平线上，σ4/σ5<1.9，σ4表示环形区域的的光程差的标准差，σ5表示中心区域的光程差的标准差。
23、可选地，针对头片和尾片而言，任意水平线上，环形区域的光程差的标准差<4nm，中心区域的光程差的标准差<2nm。
24、可选地，若头片和尾片的光程差满足下述公式：
25、△＝a(n-1)+b，其中△表示光程差，单位为nm，a的取值范围为-1～1，b的取值为0.5～10.5，单位为nm，则碳化硅晶棒的应力在轴向上是均匀的。
26、上述评价方法中，头片的序号为1，则头片的光程差取值和b相关，尾片的序号为n，尾片的光程差取值和a、b均相关。本评价方法中采用上述公式用以验证碳化硅晶棒的均匀性，能够进一步提高评价准确性和评价效率。
27、可选地，所述a的取值范围为-0.004～-0.4或0.004～0.4。
28、可选地，抛光后碳化硅衬底的表面粗糙度ra不大于10nm。
29、本申请的有益效果包括但不限于：
30、1.本申请的碳化硅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述头片和尾片的光程差为整体区域计算得到的光程差，所述头片和尾片的整体光程差均<10nm。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述头片和尾片均包括环形区域和环形区域包围的中心区域，所述环形区域为自边缘向内延伸的宽度为3mm的区域，所述头片和尾片光程差为中心区域光程差，所述头片和尾片的中心区域光程差均<6nm。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，若头片和尾片遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力整体是均匀的：
5.根据权利要求4所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，还包括对除头片和尾片之外其余碳化硅衬底进行偏振光检测的步骤，若头片、尾片和其余碳化硅衬底遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力在轴向及面内均是均匀的：
6.根据权利要求5所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，σ
7.根据权利要求5所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述头片和尾片均包括环形区域和环形区域包围的中心区域，所述环形区域为自边缘向内延伸的宽度为3mm的区域，
8.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，若头片和尾片的光程差满足下述公式：
9.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述a的取值范围为-0.004～-0.4或0.004～0.4。
10.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，测试的碳化硅衬底的表面粗糙度Ra不大于10nm。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述头片和尾片的光程差为整体区域计算得到的光程差，所述头片和尾片的整体光程差均<10nm。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，所述头片和尾片均包括环形区域和环形区域包围的中心区域，所述环形区域为自边缘向内延伸的宽度为3mm的区域，所述头片和尾片光程差为中心区域光程差，所述头片和尾片的中心区域光程差均<6nm。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，若头片和尾片遵循下述公式，则表示碳化硅晶棒应力整体是均匀的：
5.根据权利要求4所述的碳化硅晶棒应力分布均匀性的评价方法，其特征在于，还包括对除头片和尾片之外其余碳化硅衬底进行偏振光检测的步骤，若头片、尾片和其余碳化硅衬底遵循下述公式，则表示碳化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张九阳，高超，杨晓俐，石志强，宋猛，王振行，李昊，
申请(专利权)人：上海天岳半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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