[发明专利]碳化硅晶圆电阻分布图像生成方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供了一种碳化硅晶圆电阻分布图像生成方法、系统及存储介质，通过向碳化硅晶圆施加一个固定电压，来形成碳化硅晶圆的EL光谱强度分布图像，再建立EL光谱强度方程、电压强度与载流子浓度关系方程、电压强度与载流子浓度关系方程、电阻分布方程，然后通过联立EL光谱强度方程、电压强度与载流子浓度关系方程、平均电子浓度方程，计算得到碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系，来生成载流子浓度分布图像；最后生成精确、完整的碳化硅晶圆的电阻分布图像。相比传统方法，本发明一种碳化硅晶圆电阻分布图像生成方法比电阻仪的速度快一个数量级以上，且图像连续完整等优点，适用于大规模工业化生产中的碳化硅晶圆表征。

技术领域

本发明涉及碳化硅的技术领域，特别涉及一种碳化硅晶圆电阻分布图像生成方法、系统及存储介质。

背景技术

碳化硅是功率半导体器件的重要原材料，根据现有碳化硅制备工艺制备的碳化硅晶圆具有横向掺杂不均匀的问题，从而导致碳化硅晶圆的串联电阻在整个碳化硅晶圆上存在差异，此外碳化硅晶圆中的结构缺陷也会导致所述串联电阻在碳化硅晶圆上存在差异。

为了检测碳化硅晶圆的串联电阻，传统方法是利用低阻仪测量碳化硅晶圆中一个小点处的电阻大小，然后分别在碳化硅晶圆的多处测量上述数据，从而得到碳化硅晶圆的一个大概电阻分布图像，但采用传统方法进行测量时，需要通过低阻仪进行逐点测量，具有测量时间久的缺点，并且采用传统方法进行测量只能获得碳化硅晶圆多处地方的电阻值，而不能获得一个连续的碳化硅晶圆电阻图像，因而不能很好反应整个碳化硅晶圆上的串联电阻分布信息。

发明内容

本发明的目的就是解决背景技术中提到的上述问题，提出一种碳化硅晶圆体电阻分布图像生成方法、系统及存储介质。

为实现上述目的，本发明首先提出了一种碳化硅晶圆体电阻分布图像生成方法，包括以下步骤：获取碳化硅晶圆EL光谱强度分布图像；建立EL光谱强度方程：其中代表特定波长下的EL光谱强度、λ代表光谱波长、W代表碳化硅晶圆厚度、b_rad(λ)代表特定波长下的荧光发光强度系数、n(z)代表晶圆深度为z处的电子浓度、p(z)代表晶圆深度为z处的空穴浓度、f_esc(λ,z)代表荧光被探测器捕获的概率；建立电压强度与载流子浓度关系方程：其中V代表电压、k代表玻尔兹曼常数、T代表绝对温度、q代表单位电荷值、n_i代表碳化硅的本征电子浓度；建立平均电子浓度方程：其中n(aver)代表晶圆深度为z处的平均电子浓度；建立电阻分布方程：其中ρ代表电阻值、μ_e代表电子迁移率；联立所述EL光谱强度方程、所述电压强度与载流子浓度关系方程、所述平均电子浓度方程，计算得到碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系，再根据碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系、所述EL光谱强度分布图像，生成载流子浓度分布图像；根据所述载流子浓度分布图像以及所述电阻分布方程生成碳化硅晶圆电阻分布图像。

可选的，根据碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系、所述EL光谱强度分布图像，生成载流子浓度分布图像包括以下步骤：获取第一数值矩阵，所述第一数值矩阵为EL光谱强度分布图像的数值矩阵；根据碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系将所述第一数值矩阵转化为第二数值矩阵，所述第二数值矩阵为载流子浓度分布图像的数值矩阵；根据所述第二数值矩阵得到载流子浓度分布图像。

可选的，根据所述载流子浓度分布图像、所述电阻分布方程生成碳化硅晶圆电阻分布图像包括以下步骤：获取第二数值矩阵，所述第二数值矩阵为载流子浓度分布图像的数值矩阵；根据碳化硅晶圆平均电子浓度与EL光谱强度的函数关系将所述第二数值矩阵转化为第三数值矩阵，所述第三数值矩阵为碳化硅晶圆电阻分布图像的数值矩阵；根据所述第三数值矩阵，得到碳化硅晶圆电阻分布图像。

可选的，通过向碳化硅晶圆施加一个固定电压，再利用探测器收集碳化硅电致发光现象产生的EL光谱信号，来形成碳化硅晶圆的EL光谱强度分布图像。