专利名称：一种测量SiC晶体中微管密度的方法
技术领域：
本发明提供一种测量SiC晶体中微管密度的方法，属于晶体测量技术领域。
背景技术：
SiC是第三代宽禁带半导体代表，具有禁带宽度大、迁移率高、热导率高等优良的电学热学特性。可应用于高温、高压、强辐射等极端场合，是大功率的固体器件的理想半导体。目前影响碳化硅应用的主要因素是其高密度缺陷。碳化硅块状晶体中最常见缺陷被称为微管。微管是空心的超级螺型位错，其Burgers矢量沿着C轴。对微管的产生已经提出或者确定了许多原因。这些原因包括Si或者C夹杂物，边界缺陷，及多型夹杂等。例如，参照文献 Analysis on defect generation during the SiC bulk growth process(D. Hofmann, E. Schmitt, M. Bickermann, M. Kolbl, P. J. Wellmann, A. Winnacker, MaterialsScience and Engineering B61-62，P48)。但对微管形成机理仍不完全清楚，对其控制方法仍是需要讨论的话题。微管的观察方法也较多，经常用的方法包括同步辐射形貌像方法，腐蚀方法， 显微镜观察等。不同方法各有优缺点。同步辐射方法验证了微管的本质，可以清楚得到微管的像。然而同步辐射形貌像需要同步辐射光源，并且只能进行小面积观察，参见 Directevidence of micropipe-related pure superscrew dislocations in SiC (X. R. Huang，M. Dudley, W. M. Vetter，W. Huang，and S. Wang C. H. Carter，Jr. Applied Physics Letters Volume74，P. 353)。而釆用腐蚀方法，受到腐蚀条件、衬底电学性质等条件影响，一般微管和螺位错的腐蚀坑很难区分，参见Kching Study of Disloacations in Heavily Nitrogen Doped SiCCrystals(Ping Wu Journal of Crystal Growth Volume 312，P. 1193)。采用显微镜进行对晶片观察，一般存在两种观察模式，一是明场，另一个偏光。由于微管贯穿整个晶片，在不同的焦点深度均可观察到微管形貌像，通过变化焦距可以追踪微管在晶片内的走向。微管的透射明场像具有彗星状，一般为带拖尾的小黑点，这是由于微管贯穿整个晶片，而光学显微镜有一定的景深，微管在焦平面以下的部分显示为一模糊的小尾，如
图1所示，由此可以确定微管的存在。微管的透射偏光像为一带4个亮翅膀的蝴蝶状，如图2所示，也可由此确定微管的存在。在Birefringence images of micropipes viewed end-on in6H_SiC single crystals(Lina Ning,Xiaobo Hu,Xiangang Xu,Xiufang Chen, Yingmin Wang, ShouzhenJiang and Juan Li. J. Appl. Cryst. 41, P. 939-943)文章中， 阐述了透射偏光下微管管芯和光斑的大小，确认了偏光下微管的特征像。然而，此微管的观测必须依靠显微镜才能完成，因此不能一次测量整个被测面积。
发明内容
针对以上技术的不足，本发明提供一种测量SiC晶体中微管密度的方法，该方法简单易行。
本发明的技术方案如下—种测量SiC晶体中微管密度的方法，步骤如下1)将SiC晶体的被测表面划分为若干正方形小区，使每个小区的面积为5X5mm2，
并对小区编号；2)取小区的中心点作为测量点，用显微镜测量并记录每个视野区域的微管个数， 可得被测小区的微管密度为微管个数/视野面积；3)对每个被测小区测量得到的微管个数进行求和，得到视野面积内SiC晶片被测表面的微管总数，按以下公式得到整个SiC晶片的微管密度
权利要求
1.一种测量SiC晶体中微管密度的方法，其特征在于，方法如下1)将SiC晶体的被测表面划分为若干正方形小区，使每个小区的面积为5X5mm2，并对小区编号；2)取小区的中心点作为测量点，用显微镜测量并记录每个视野区域的微管个数，可得被测小区的微管密度为微管个数/视野面积；3)对每个被测小区测量得到的微管个数进行求和，得到视野面积内SiC晶片被测表面的微管总数，按以下公式得到整个SiC晶片的微管密度每个小区的微管个数视野面积*小区个数。
2.如权利要求1所述的测量SiC晶体中微管密度的方法，其特征在于，步骤1)中被测小区的划分方法如下i.直径50. 8mm的SiC晶体的被测表面划分为68个被测小区，并对被测小区编号，每个被测小区的面积为5 X 5mm2 ； 直径75. 6mm的SiC晶体的被测表面划分为164被测小区，并对小区编号，每个被测小区的面积5 X 5mm2 ；iii.直径101. 6mm的SiC晶体的被测表面划分为300被测小区，并对小区编号，每个被测小区的面积5 X 5mm2。
3.如权利要求1所述的测量SiC晶体中微管密度的方法，其特征在于，所述的SiC晶体包括4H-SiC晶体、6H-SiC晶体或15R-SiC晶体。
4.如权利要求1所述的测量SiC晶体中微管密度的方法，其特征在于，所述的SiC晶体直径为50mm 125mm。
5.如权利要求1所述的测量SiC晶体中微管密度的方法，其特征在于，步骤2)中所述的显微镜选取光学显微中的明场模式或者偏光模式。
全文摘要
一种测量SiC晶体中微管密度的方法，包括将SiC晶体的被测表面划分为若干正方形小区，使每个小区的面积为5×5mm2，并对小区编号；取小区的中心点作为测量点，用显微镜测量并记录每个视野区域的微管个数，可得被测小区的微管密度为微管个数/视野面积；对每个被测小区测量得到的微管个数进行求和，得到视野面积内SiC晶片被测表面的微管总数，进而得到整个SiC晶片的微管密度。本发明的方法不用采取同步辐射光源或者腐蚀方案，用显微镜就可实现，具有全片观测、非接触、非破坏性的特点。
文档编号G01N9/00GK102175565SQ201110021059
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者宁丽娜, 彭燕, 徐现刚, 王翎, 胡小波 申请人:山东大学