（高清版）GBT 43493.3-2023 半導(dǎo)體器件 功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無(wú)損檢測(cè)識(shí)別判據(jù) 第3部分：缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)方法

CCSL90半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無(wú)損檢測(cè)識(shí)別判據(jù)第3部分：缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)方法carbidehomoepitaxialwaferforpowerdevices—Part3:Testmethodfor2023-12-28發(fā)布2024-07-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T43493.3—2023/IEC63068-3:2020 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 14光致發(fā)光法 44.1通則 44.2原理 44.3測(cè)試需求 54.4參數(shù)設(shè)置 74.5測(cè)試步驟 74.6評(píng)價(jià) 74.7精密度 84.8測(cè)試報(bào)告 8附錄A(資料性)缺陷的光致發(fā)光圖像 9A.1概述 9A.2BPD 9A.3堆垛層錯(cuò) A.4延伸堆垛層錯(cuò) A.5復(fù)合堆垛層錯(cuò) A.6多型包裹體 附錄B(資料性)缺陷的光致發(fā)光譜 B.1概述 B.2BPD B.3堆垛層錯(cuò) B.4延伸堆垛層錯(cuò) B.5復(fù)合堆垛層錯(cuò) B.6多型包裹體 參考文獻(xiàn) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T43493《半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無(wú)損檢測(cè)識(shí)別判據(jù)》的第3部分。GB/T43493已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：缺陷分類(lèi)；——第2部分：缺陷的光學(xué)檢測(cè)方法；——第3部分：缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)方法。本文件等同采用IEC63068-3:2020《半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無(wú)損檢測(cè)識(shí)別判據(jù)第3部分：缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)方法》。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布結(jié)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC203)與全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)材料分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：河北半導(dǎo)體研究所(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所)、之江實(shí)驗(yàn)室、廣東天域半導(dǎo)體股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所、浙江大學(xué)、山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司、山西爍科晶體有限公司、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、中電化合物半導(dǎo)體有限公司、河北普興電子科技股份有限公司、常州臻晶半導(dǎo)體有限公司、深圳市星漢激光科技股份有限公司、廈門(mén)特儀科技有限公司。碳化硅(SiC)作為半導(dǎo)體材料，被廣泛應(yīng)用于新一代功率半導(dǎo)體器件中。與硅(Si)相比，具有擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、飽和電子漂移速率高和本征載流子濃度低等優(yōu)越的物理性能，SiC基功率半導(dǎo)體器件相對(duì)于硅基器件，具有更快的開(kāi)關(guān)速度、低損耗、高阻斷電壓和耐高溫等性能。SiC功率半導(dǎo)體器件尚未全面得以應(yīng)用，主要由于成本高、產(chǎn)量低和長(zhǎng)期可靠性等問(wèn)題。其中一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題是SiC外延材料的缺陷。盡管都在努力降低SiC外延片中的缺陷，但商用SiC外延片中仍存在一定數(shù)量的缺陷。因此有必要建立SiC同質(zhì)外延片質(zhì)量評(píng)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。GB/T43493旨在給出高功率半導(dǎo)體器件用4H-SiC同質(zhì)外延片中各類(lèi)缺陷的分類(lèi)、光學(xué)檢測(cè)方法和光致發(fā)光檢測(cè)方法。由三個(gè)部分組成。 第1部分：缺陷分類(lèi)。目的是列出并提供高功率半導(dǎo)體器件用4H-SiC同質(zhì)外延片中各類(lèi)缺陷及其典型特征?！?部分：缺陷的光學(xué)檢測(cè)方法。目的是給出并提供高功率半導(dǎo)體器件用4H-SiC同質(zhì)外延片中缺陷光學(xué)檢測(cè)的定義和指導(dǎo)方法。 目的是給出并提供高功率半導(dǎo)體器件用4H-SiC同質(zhì)外延片中缺陷光致發(fā)光檢測(cè)的定義和指導(dǎo)方法。1半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無(wú)損檢測(cè)識(shí)別判據(jù)第3部分：缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)方法本文件提供了商用碳化硅(4H-SiC)同質(zhì)外延片生長(zhǎng)缺陷光致發(fā)光檢測(cè)的定義和方法。主要是通過(guò)光致發(fā)光圖像示例和發(fā)射光譜示例，為SiC同質(zhì)外延片上缺陷的光致發(fā)光檢測(cè)提供檢測(cè)和分類(lèi)的依據(jù)。2規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。ISO和IEC維護(hù)的用于標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)地址如下.——ISO在線瀏覽平臺(tái)：available光致發(fā)光photoluminescence;PL材料吸收光子產(chǎn)生電子激發(fā)導(dǎo)致發(fā)光。光致發(fā)光成像photoluminescenceimaging;PLimaging使用激發(fā)電子的光源、聚焦光學(xué)器件、濾光器、光學(xué)圖像傳感器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)缺陷圖像進(jìn)行捕獲、處理和分析的技術(shù)。聚焦光學(xué)器件focusingoptics用于放大和捕獲光學(xué)圖像的鏡頭系統(tǒng)。濾光器opticalfilter阻擋其他波段僅使特定波段的光通過(guò)的光學(xué)器件。將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的裝置。圖像捕獲imagecapturing建立晶片缺陷的二維原始數(shù)字圖像的過(guò)程。2原始數(shù)字圖像originaldigitalimage由光學(xué)圖像傳感器拍攝的未進(jìn)行任何圖像處理的數(shù)字化圖像。注：原始數(shù)字圖像通過(guò)網(wǎng)格劃分成像素，并為每個(gè)像素分配一個(gè)灰階。將探測(cè)的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)信號(hào)的光敏集成電路芯片。注：CCD由多個(gè)單元組成，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)原始數(shù)字圖像的一個(gè)像素。像素pixel給定一個(gè)灰度數(shù)字值表示原始數(shù)字圖像中的最小單位。原始數(shù)字圖像中單位長(zhǎng)度(或面積)的像素?cái)?shù)量。注：如果X和Y方向的分辨率不同，則記錄兩個(gè)值?？臻g分辨率spatialresolution能夠區(qū)分開(kāi)兩個(gè)緊密間隔的點(diǎn)的能力。灰階greylevel灰度的亮度等級(jí)。注：亮度等級(jí)通常由灰度等級(jí)的正整數(shù)表示?；叶萭reyscale從黑色到白色的灰色調(diào)范圍。8位灰度有2?(=256)個(gè)灰階值?；译A值0(第1階)對(duì)應(yīng)黑色，灰階值255(第256階)對(duì)應(yīng)白色。圖像處理imageprocessing對(duì)原始數(shù)字圖像的軟件操作(處理),為后續(xù)圖像分析做準(zhǔn)備。注：例如，圖像處理能用來(lái)消除圖像捕獲(采集)過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，或?qū)D像信息壓縮為基本信息。二進(jìn)制圖像binaryimage每個(gè)像素都被指定為0(黑)或1(白)的圖像。亮度brightness光學(xué)圖像指定部分的平均灰度值。對(duì)比度contrast光學(xué)圖像兩個(gè)指定部分的灰階差。陰影校正shadingcorrection用于校正晶片表面照明不均勻的軟件方法。3閾值化thresholding從灰度圖像中創(chuàng)建二進(jìn)制圖像的過(guò)程，此過(guò)程將值大于給定閾值的像素精確的顯示為白色，并將其他像素設(shè)置為黑色。注：建立二進(jìn)制圖像，在原始灰度圖像中每個(gè)像素根據(jù)灰度是大于或小于等于閾值來(lái)分別用0(黑色)和1(白色)替代。邊緣檢測(cè)edgedetection在給定數(shù)字圖像中分離和定位缺陷和表面邊緣的方法。圖像分析imageanalysis通過(guò)軟件在處理后的圖像中提取圖像信息。圖像評(píng)估imageevaluation通過(guò)缺陷分類(lèi)方案將一個(gè)或多個(gè)特征圖像的分析結(jié)果關(guān)聯(lián)起來(lái)的過(guò)程。已通過(guò)評(píng)估的用于參數(shù)設(shè)置、檢查缺陷光學(xué)檢測(cè)過(guò)程的再現(xiàn)性和重復(fù)性的特定晶片。用于評(píng)估缺陷的SiC同質(zhì)外延片。晶向crystaldirection通常用[uvw]表示的方向，代表一個(gè)矢量方向沿a、b、c軸的基矢的倍數(shù)。注1:在顯示六邊形對(duì)稱(chēng)性的4H-SiC中，常用四位指數(shù)[uvtw]表示晶向。注2:對(duì)于立方對(duì)稱(chēng)和六邊形對(duì)稱(chēng)的等效晶向族，分別用<uvw>和<uvtw)表示。[來(lái)源：ISO24173:2009,3.3,有修改，增加了注1和注2]缺陷defect晶體不完美部分。微管micropipe沿近似垂直基平面方向延伸的中空管。穿透型螺位錯(cuò)threadingscrewdislocation;TSD在近似垂直基面方向穿透晶體的螺位錯(cuò)。穿透型刃位錯(cuò)threadingedgedislocation;TED在近似垂直基面方向穿透晶體的刃位錯(cuò)?；矫嫖诲e(cuò)basalplanedislocation;BPD存在于基平面上的位錯(cuò)。4由襯底表面的機(jī)械損傷而產(chǎn)生的密集位錯(cuò)線。堆垛層錯(cuò)stackingfault晶面的疊加序列異常造成的單晶材料中的平面晶體缺陷。延伸堆垛層錯(cuò)propagatedstackingfault從襯底向同質(zhì)外延層表面延伸的堆垛層錯(cuò)。復(fù)合堆垛層錯(cuò)stackingfaultcomplex由一個(gè)基面堆垛層錯(cuò)和一個(gè)棱柱面層錯(cuò)組合而成的層錯(cuò)。多型包裹體polytypeinclusion和同質(zhì)外延材料晶型不同的體缺陷。顆粒包裹體particleinclusion存在于同質(zhì)外延層中的微米級(jí)的顆粒。臺(tái)階聚集簇bunched-stepsegment由臺(tái)階聚集組成的表面粗糙形貌。表面顆粒surfaceparticle外延結(jié)束后沉積在外延層表面的顆粒。4光致發(fā)光法4.1通則通過(guò)PL檢測(cè)方法評(píng)估具有典型PL特征的缺陷。以下列出了沿[1120]晶向偏晶向4°的n/n+型4H-SiC同質(zhì)外延片中的缺陷，其PL圖像的檢測(cè)發(fā)射波長(zhǎng)應(yīng)大于650nm——部分線缺陷顯示為明亮的線形圖像，如BPDs;——部分面缺陷顯示為暗反差圖像，如堆垛層錯(cuò)、延伸堆垛層錯(cuò)、復(fù)合堆垛層錯(cuò)以及多型包裹體。當(dāng)使用波長(zhǎng)400nm～500nm的發(fā)射光檢測(cè)缺陷時(shí)，堆垛層錯(cuò)表現(xiàn)出明亮的反差圖像。沒(méi)有典型PL特征的缺陷，或具有弱的PL反差圖像的缺陷，應(yīng)通過(guò)其他方法如光學(xué)檢測(cè)和X射線形貌圖像評(píng)估。這些缺陷包括微管、TSDs、TEDs、劃痕痕跡、顆粒包裹體、臺(tái)階聚集簇以及表面顆粒。4.2原理捕獲缺陷的PL圖像并轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。在此過(guò)程中，用能量遠(yuǎn)大于4H-SiC晶體禁帶寬度的激發(fā)光照射SiC同質(zhì)外延片，所得到的PL被收集并記錄為包含缺陷的晶片指定區(qū)域的PL圖像。PL通過(guò)光學(xué)圖像傳感器進(jìn)行檢測(cè)，如CCD圖像傳感器，PL圖像通常利用光學(xué)濾光器獲取，濾光器透過(guò)特定波段范圍的PL,以適合每種缺陷類(lèi)型的檢測(cè)。然后獲得的PL圖像(數(shù)字圖像)經(jīng)過(guò)圖像的灰度處理。經(jīng)過(guò)特定的圖像分析，圖像信息被簡(jiǎn)化為專(zhuān)用于描述檢測(cè)到的缺陷的一組值。5灰度圖像由晶片中缺陷的原始數(shù)字圖像產(chǎn)生。此圖像能轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制圖像(閾值)?？蓽y(cè)量缺陷的大小和形狀，同時(shí)計(jì)算獲得晶片特定區(qū)域的缺陷分布和數(shù)量。注：沿斜切方向延伸的面缺陷和體缺陷的尺寸和同質(zhì)外延層厚度相關(guān)。該缺陷的細(xì)節(jié)和PL圖像尺寸的計(jì)算方法將分別在附錄A和4.6.2進(jìn)行描述。4.3測(cè)試需求4H-SiC同質(zhì)外延片中缺陷的PL圖像測(cè)試設(shè)備如圖1所示。測(cè)試設(shè)備包括光源、聚焦光學(xué)器件、濾光器、CCD、晶片載臺(tái)、控制/處理器以及暗箱。每個(gè)部件應(yīng)具有以下規(guī)定的性能，不同的晶片規(guī)格和缺陷類(lèi)型需要最佳設(shè)置的光源、聚焦光學(xué)器件以及濾光器，以獲取要分析的明顯的光致發(fā)光特征。因此，需要準(zhǔn)備特定應(yīng)用的光源、聚焦光學(xué)器件和濾光器的組合。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：2——激發(fā)光；3——光致發(fā)光；4——聚焦光學(xué)器件；5——濾光器；7——控制器/處理器；8——晶片載臺(tái)；9——測(cè)試晶片或參考晶片；10——暗箱或機(jī)架外殼。6氣體放電燈如汞-氙氣燈和規(guī)定發(fā)射波長(zhǎng)的二極管激光器可用作電子激發(fā)的典型光源。當(dāng)氣體放電燈的白光用于電子激發(fā)，應(yīng)使用適合光源的濾光器來(lái)獲取具有合適波段的激發(fā)光以進(jìn)行PL成像。應(yīng)選擇等于或大于4H-SiC帶隙能量的合適激發(fā)光波長(zhǎng)。例如，汞-氙氣燈的313nm或365nm發(fā)射光適合用于4H-SiC的電子激發(fā)。宜選擇物鏡調(diào)整檢測(cè)區(qū)域和焦深以消除來(lái)自晶片背面的影響。應(yīng)選擇滿足檢測(cè)同質(zhì)外延片特定缺陷的濾光器。注：缺陷的典型PL光譜在附錄B中描述。宜優(yōu)化光源和聚焦光學(xué)器件的組合，以實(shí)現(xiàn)晶片表面上激發(fā)光強(qiáng)度的一致性。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)整外延層上每個(gè)點(diǎn)的PL強(qiáng)度，以便清晰地檢測(cè)到缺陷。激發(fā)光強(qiáng)度的一致性能通過(guò)硬件和/或軟件獲得。保證光照強(qiáng)度和光譜功率分布在測(cè)試周期中穩(wěn)定不變。晶片應(yīng)位于笛卡爾坐標(biāo)系(X-Y)或圓柱坐標(biāo)系(R-θ)平面上。第三軸(Z)是圖像捕獲系統(tǒng)的光軸。Z軸垂直于平面，其與平面的交點(diǎn)應(yīng)為焦點(diǎn)。圖像捕獲光學(xué)器件的前端和晶片表面的距離應(yīng)是固定的，與晶片的厚度無(wú)關(guān)，因此聚焦和放大率相互不產(chǎn)生影響。PL成像系統(tǒng)通常由光源、聚焦光學(xué)器件、作為光學(xué)數(shù)字傳感器的CCD圖像傳感器、照明幾何調(diào)整系統(tǒng)、晶片載臺(tái)和不透光外殼組成。暗箱或機(jī)架外殼被用來(lái)阻擋外部光線的干擾。PL成像系統(tǒng)應(yīng)具有足夠高的空間分辨率，以捕捉小尺寸缺陷的清晰特征。圖像信息在光學(xué)圖像傳感器單元可直接數(shù)字化。為了保證圖像采集過(guò)程的重復(fù)性和再現(xiàn)性，宜定期進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)。能使用指定的參考晶片來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)，例如硅或碳化硅晶片。不同的軟件解決方案可采用不同的數(shù)學(xué)算法進(jìn)行相似處理。不同的圖像處理算法所產(chǎn)生的處理后的圖像也不會(huì)完全相同。例如進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時(shí)使用參考晶片，以確保測(cè)試結(jié)果具有可比性。圖像分析有兩種方法：二進(jìn)制(黑/白)分析和灰度分析。采用閾值程序能夠從灰度圖像獲得二進(jìn)制圖像。為成功檢測(cè)測(cè)試晶片中的缺陷，宜使用適當(dāng)?shù)乃惴ㄟM(jìn)行圖像分析。7圖像分析的結(jié)果是與特定應(yīng)用相關(guān)的一組值，根據(jù)缺陷分類(lèi)方案將這組值轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)特征值。PL成像系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)應(yīng)予以記錄，包括：a)光源的激發(fā)光波長(zhǎng)；b)光學(xué)圖像傳感器通過(guò)濾光器檢測(cè)的波長(zhǎng)范圍；c)PL成像系統(tǒng)的空間分辨率。4.4參數(shù)設(shè)置測(cè)試晶片宜與參考晶片進(jìn)行對(duì)比分析。參數(shù)設(shè)置的目的是為了固定圖像采集參數(shù)，使圖像分析能夠通過(guò)參考晶片來(lái)識(shí)別測(cè)試晶片的缺陷的表面特征。進(jìn)行觀察比較以確認(rèn)參考晶片和測(cè)試晶片之間檢測(cè)到的缺陷具有相關(guān)性。在結(jié)構(gòu)和規(guī)格上參考晶片宜與測(cè)試晶片相似，最好在同一實(shí)驗(yàn)室或工廠使用相同的設(shè)備和工藝獲得參考晶片和測(cè)試晶片。4.4.2參數(shù)設(shè)置過(guò)程宜使用一組參考晶片進(jìn)行如下參數(shù)設(shè)置。宜使用選定的光學(xué)成像系統(tǒng)對(duì)測(cè)試晶片上的每個(gè)缺陷進(jìn)行成像。測(cè)試晶片上的缺陷圖像應(yīng)與參考晶片上的缺陷圖像進(jìn)行視覺(jué)比較。4.5測(cè)試步驟按照如下方法準(zhǔn)備用于PL成像的測(cè)試晶片。使用一個(gè)參數(shù)優(yōu)化的PL成像系統(tǒng)創(chuàng)建測(cè)試晶片的圖像。一旦確定了合適的閾值，數(shù)字化的圖像就能在分析時(shí)提供與缺陷表面特征有關(guān)的對(duì)比度。與人工評(píng)估缺陷相比，PL成像系統(tǒng)能通過(guò)典型PL特征確定缺陷的尺寸和形狀(見(jiàn)4.1和附錄A)。圖像分析提供數(shù)據(jù)識(shí)別缺陷的位置和種類(lèi)。測(cè)試晶片的邊緣去除宜小于5mm。4.6.2面缺陷和體缺陷的平均寬度已知的同質(zhì)外延層厚度d,單位為微米，斜切角為4°,使用以下公式計(jì)算除顆粒包裹體和表面顆粒外的面缺陷和體缺陷的平均寬度l。例如，同質(zhì)外延層厚度為10μm和30μm的上述缺陷的平均寬度l分別約為145μm和430μm。當(dāng)面缺陷和體缺陷成核于外延生長(zhǎng)過(guò)程中時(shí)，缺陷寬度小于上述公式的計(jì)算值。8如果識(shí)別出的目標(biāo)缺陷是延伸缺陷或表面缺陷，這些缺陷的數(shù)量應(yīng)逐項(xiàng)計(jì)算。宜形成顯示晶片整個(gè)表面檢測(cè)到的缺陷位置的缺陷圖，晶片的參考面或切口的位置也應(yīng)在圖中注明。缺陷圖的坐標(biāo)原點(diǎn)宜是晶片的中心。坐標(biāo)的水平軸宜平行于晶片的主參考邊。4.7精密度目前尚無(wú)關(guān)于該測(cè)試方法精密度的信息。4.8測(cè)試報(bào)告測(cè)試報(bào)告應(yīng)包含以下信息。a)檢測(cè)結(jié)果：PL成像檢測(cè)到的缺陷種類(lèi)的數(shù)量。b)測(cè)試晶片：2)產(chǎn)品名稱(chēng)；3)晶片編號(hào)。c)參考標(biāo)準(zhǔn)文件GB/T43493.3。d)PL成像系統(tǒng)：1)光源的激發(fā)光波長(zhǎng)；2)晶片表面激發(fā)光強(qiáng)度；3)光學(xué)成像傳感器經(jīng)過(guò)濾光器的波長(zhǎng)范圍；4)PL成像系統(tǒng)的分辨率。e)測(cè)試日期。測(cè)試報(bào)告中宜包含以下信息。a)檢測(cè)結(jié)果。1)所有檢測(cè)缺陷的位置(平面坐標(biāo));2)缺陷分布圖。b)測(cè)試步驟中的任何偏差。c)測(cè)試過(guò)程中的異常情況。9(資料性)缺陷的光致發(fā)光圖像A.1概述本附錄給出了4H-SiC同質(zhì)外延片(外延層厚度為10μm)缺陷的典型光致發(fā)光(PL)圖像和特征，光致發(fā)光(PL)成像系統(tǒng)所用的激發(fā)光波長(zhǎng)為365nm,使用650nm濾波器檢測(cè)缺陷，圖像的像素分辨率為2μm。圖A.1～圖A.5中，左邊分圖為光致發(fā)光(PL)圖像，右邊分圖為缺陷平面觀察圖像的示意圖。A.2BPDBPD在發(fā)射波長(zhǎng)大于650nm時(shí)，光致發(fā)光(PL)圖像中顯示為明亮的線。注1:該缺陷的平均寬度l(以微米為單位)取決于同質(zhì)外延層的厚度d(以微米為單位)(見(jiàn)4.6.2)。注2:BPDs延伸方向一般平行或近似平行于臺(tái)階流方向，也有BPDs沿著其他方向延伸并且能發(fā)生彎曲。a)BPD示例1:PL圖像b)BPD示例1:平面示意圖c)BPD示例2:PL圖像d)BPD示例2:平面示意圖標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：A.3堆垛層錯(cuò)堆垛層錯(cuò)展示了4H-SiC同質(zhì)外延層的光致發(fā)光(PL)圖像的典型特征，其顯示的典型光致發(fā)光(PL)光譜由其堆垛次序決定。注1:堆垛層錯(cuò)的類(lèi)型能通過(guò)檢查它們的發(fā)射光譜來(lái)區(qū)分。注2:弗蘭克型堆垛層錯(cuò)的三種類(lèi)型在常溫下的可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍檢測(cè)獲得(見(jiàn)圖B.2)。注3:肖克萊型堆垛層錯(cuò)的四種類(lèi)型在常溫下的可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍檢測(cè)獲得(見(jiàn)圖B.3)。注4:該缺陷的平均寬度l(以微米為單位)取決于同質(zhì)外延層的厚度d(以微米為單位)(見(jiàn)4.6.2)。a)堆垛層錯(cuò)示例：光致發(fā)光(PL)圖像b)堆垛層錯(cuò)示例：平面示意圖圖A.2堆垛層錯(cuò)A.4延伸堆垛層錯(cuò)同質(zhì)外延層中的堆垛層錯(cuò)，由襯底中的堆垛層錯(cuò)延伸而來(lái)。延伸堆垛層錯(cuò)顯示的光致發(fā)光(PL)特注1:該缺陷的平均寬度l(以微米為單位)取決于同質(zhì)外延層的厚度d(以微米為單位)(見(jiàn)4.6.2)。注2:該型缺陷常被稱(chēng)為“條狀堆垛層錯(cuò)”。a)延伸堆垛層錯(cuò)示例：光致發(fā)光(PL)圖像b)延伸堆垛層錯(cuò)示例：平面示意圖A.5復(fù)合堆垛層錯(cuò)復(fù)合堆垛層錯(cuò)顯示4H-SiC同質(zhì)外延片光致發(fā)光(PL)圖像的典型特征，例如，發(fā)射波長(zhǎng)大于650nm時(shí)顯示出沿斜切方向擴(kuò)展的暗針(針狀)形貌特征。注1:發(fā)射波長(zhǎng)為420nm時(shí)，復(fù)合堆垛層錯(cuò)顯示出明亮對(duì)比圖像，其具有與弗蘭克型堆垛層錯(cuò)相似的堆垛次序(見(jiàn)注2:該缺陷的平均寬度l(以微米為單位)取決于同質(zhì)外延層的厚度d(以微米為單位)(見(jiàn)4.6.2)。注3:這種缺陷常被稱(chēng)為“胡蘿卜缺陷”。a)復(fù)合堆垛層錯(cuò)示例：光致發(fā)光(PL)圖像b)復(fù)合堆垛層錯(cuò)示例：平面示意圖A.6多型包裹體多型包裹體展示4H-SiC同質(zhì)外延片光致發(fā)光(PL)圖像的典型形貌，例如，發(fā)射波長(zhǎng)大于650nm時(shí)顯示出沿斜切方向擴(kuò)展的多種形狀的暗三角。注1:發(fā)射波長(zhǎng)在500nm～600nm時(shí)捕獲多型包裹體，顯示為明亮對(duì)比圖像(見(jiàn)圖B.6)。注2:該缺陷的平均寬度l(以微米為單位)取決于同質(zhì)外延層的厚度d(以微米為單位)(見(jiàn)4.6.2)。注3:此類(lèi)缺陷的形成不僅是由顆粒物造成，而且是由于拋光過(guò)程中造成的機(jī)械表面損傷等其他原因造成。注4:該缺陷常被稱(chēng)為“三角形包裹體”“三角形缺陷”或"彗星型缺陷"。a)多型包裹體示例：光致發(fā)光(PL)圖像b)多型包裹體示例：平面示意圖標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——顆粒。(資料性)缺陷的光致發(fā)光譜B.1概述本附錄給出了在常溫下從具有典型光致發(fā)光(PL)特征的缺陷獲得的典型的光致發(fā)光(PL)光譜。光致發(fā)光(PL)光譜的獲得采用了焦距為32cm的光譜儀，He-Cd激光器的325nm波長(zhǎng)用作激發(fā)光源，PL被具有150線/毫米光柵的光譜儀分光，并用CCD捕捉。激光束進(jìn)入顯微鏡并通過(guò)物鏡聚焦。激光束在樣品晶片表面被聚焦為2μm左右的光斑，能量密度為30kW/cm2~100kW/cm2?！坝泻蜔o(wú)BPD的差值”表示BPD的光致發(fā)光(PL)光譜減去沒(méi)有BPD的光致發(fā)光(PL)光譜，如圖B.1所示。這種情況下，BPD在光致發(fā)光(PL)圖像中顯示為明亮的點(diǎn)。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：3——有和無(wú)BPD的差值。B.3堆垛層錯(cuò)堆垛層錯(cuò)的類(lèi)型能通過(guò)檢測(cè)其發(fā)射光譜區(qū)分。注1:弗蘭克型堆垛層錯(cuò)的三種類(lèi)型，常溫下在發(fā)射波長(zhǎng)為488nm(內(nèi)部)、457nm(多層)和424nm(外部)檢測(cè)[2]注2:肖克萊型堆垛層錯(cuò)的四種類(lèi)型，常溫下在發(fā)射波長(zhǎng)為420nm(單層)[3],455nm(四層)4],480nm(三層)[5]和注3:堆垛層錯(cuò)的所有類(lèi)型在大于650nm發(fā)射波長(zhǎng)下顯示為暗對(duì)比圖像(見(jiàn)圖B.4)。波長(zhǎng)/nm標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——無(wú)缺陷區(qū)域；2——外部；3——多層；4——內(nèi)部。圖B.2弗蘭克型堆垛層錯(cuò)的光致發(fā)光(PL)光譜波長(zhǎng)/nm標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——無(wú)缺陷區(qū)域；2——單層；3——四層；4——三層；5——雙層。波長(zhǎng)/nm標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——無(wú)缺陷區(qū)域；2——弗蘭克型(外部);3——肖克萊型(單層);4——肖克萊型(三層);5——弗蘭克型(多層);6——肖克萊型(四層);7——弗蘭克型(內(nèi)部);8——肖克萊型(雙層)。