基板检查方法及装置、氮化物半导体元件制造方法及装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410068629.6

申请日:

2004.09.03

公开号:

CN1590986A

公开日:

2005.03.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G01N21/63; G01N21/00; G01N21/88

主分类号:

G01N21/63; G01N21/00; G01N21/88

申请人:

冲电气工业株式会社;

发明人:

户田典彦

地址:

日本东京

优先权:

2003.09.04 JP 313023/2003

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

曲瑞

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内容摘要

本发明提供一种基板检查方法、基板检查装置、氮化物半导体元件的制造方法及氮化物半导体元件的制造装置。其中的基板检查方法用于确定碳化硅基板的缺陷区域。其中,将碳化硅基板放置在载物台(12)上,对构成叠层体(15a)的碳化硅基板(151)上的GaN层(152)照射激励光时,从该GaN层中碳化硅基板的结构缺陷部分产生发光。通过利用这种发光现象,可以检测碳化硅基板的不良部的位置。

权利要求书

1.  一种基板检查方法,其特征在于,对成膜于碳化硅基板上的氮化物半导体薄膜照射激励光,并利用由该激励光在所述氮化物半导体薄膜中产生的基于所述碳化硅基板缺陷的光,确定所述碳化硅基板的不良部位置。

2.
  如权利要求1所述的基板检查方法,其特征在于,检测所述光并取得有关该光的强度的信息,将该信息中所述光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。

3.
  如权利要求1或2所述的基板检查方法,其特征在于,对所述氮化物半导体薄膜的整个面照射所述激励光。

4.
  如权利要求1至3任何一项所述的基板检查方法,其特征在于,作为所述激励光,照射波长400至600nm范围内的可见光。

5.
  如权利要求1至3任何一项所述的基板检查方法,其特征在于,作为所述激励光,照射紫外光。

6.
  如权利要求1至5任何一项所述的基板检查方法,其特征在于,作为所述氮化物半导体薄膜,对从GaN层、AlGaN层、InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层进行成膜。

7.
  一种氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,包括:
照射工序,对在碳化硅基板上成膜了氮化物半导体薄膜而成的叠层体中的该氮化物半导体薄膜照射激励光;
不良部确定工序,利用所述激励光在氮化物半导体薄膜中产生的、基于所述碳化硅基板的缺陷的光,来确定所述碳化硅基板的不良部位置;
切断工序,在对所述叠层体实施加工后,以规定的每个元件尺寸切断该加工过的叠层体并形成多个切片;以及
排除工序,从所述切片中排除包含所述不良部的切片。

8.
  如权利要求7所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,在所述不良部确定工序中,检测所述光并取得包含有关该光的强度的信息的第一信息,将该第一信息中所述光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。

9.
  如权利要求8所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,
在所述叠层体中,预先形成从外部可识别的标识;
从所述第一信息中识别所述标识,使所述第一信息和该被识别的标识相关联地存储在存储部;
在所述不良部确定工序中,在取得与所述加工过的叠层体所带有的标识有关的第二信息后,从所述存储部读取并校核根据该第二信息识别的所述加工过的叠层体的标识和与同一标识相关联存储的所述第一信息,根据该读取的所述第一信息,确定所述加工过的叠层体的不良部。

10.
  如权利要求9所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,包括加工工序,在识别所述加工过的叠层体的标识时,对所述叠层体上的用于形成氮化物半导体元件的膜进行加工,以便以从外部可识别的状态来维持所述加工过的叠层体所具有的所述标识。

11.
  一种氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,包括:
照射工序,对在碳化硅基板上成膜了氮化物半导体薄膜而成的叠层体中的该氮化物半导体薄膜照射激励光;
不良部确定工序,利用所述激励光在氮化物半导体薄膜中产生的、基于所述碳化硅基板缺陷的光,确定所述碳化硅基板的不良部位置;
加工工序,在所述叠层体中,在所述不良部以外的区域实施加工并形成加工过的叠层体;
切断工序,以规定的每个元件尺寸切断包含所述加工过的叠层体的所述叠层体,形成多个切片;以及
排除工序,从所述切片中排除包含所述加工过的叠层体的切片以外的切片。

12.
  如权利要求11所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,在所述不良部确定工序中,检测所述光并取得包含有关该光的强度的信息的第一信息,将该第一信息中所述光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。

13.
  如权利要求7至12任何一项所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,作为所述激励光,照射波长从400至600nm范围内的可见光。

14.
  如权利要求7至12任何一项所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,作为所述激励光,照射紫外光。

15.
  如权利要求7至14任何一项所述的氮化物半导体元件的制造方法,其特征在于,作为所述氮化物半导体薄膜,对从GaN层、AlGaN层、InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层进行成膜。

16.
  一种基板检查装置,其特征在于,包括:
激励光照射部,对成膜于碳化硅基板上的氮化物半导体薄膜照射激励光;以及
不良部确定部,利用所述激励光在所述氮化物半导体薄膜中产生的、基于所述碳化硅基板的缺陷的光,确定所述碳化硅基板的缺陷位置。

17.
  如权利要求16所述的基板检查装置,其特征在于,所述不良部确定部包括:
信息取得部,用于检测所述光,并取得有关所述光的强度的信息;以及
信息处理部,用于将所述信息中、所述光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。

18.
  如权利要求16或17所述的基板检查装置,其特征在于,将来自所述激励光照射部的所述激励光照射到所述氮化物半导体薄膜整个面。

19.
  如权利要求16至18任何一项所述的基板检查装置,其特征在于,所述激励光是波长为400至600nm范围内的可见光。

20.
  如权利要求16至18任何一项所述的基板检查装置,其特征在于,所述激励光是紫外光。

21.
  如权利要求16至20任何一项所述的基板检查装置,其特征在于,所述氮化物半导体薄膜包含从GaN层、AlGaN层及InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层。

22.
  一种氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,包括:
激励光照射部,对在碳化硅基板上成膜了氮化物半导体薄膜而成的叠层体中的该氮化物半导体薄膜照射激励光;
不良部确定部,利用由所述激励光在所述氮化物半导体薄膜中产生的、基于所述碳化硅基板的缺陷的光,确定所述碳化硅基板的不良部的位置;
切断部,在对所述叠层体实施加工后,按规定的每个元件尺寸切断该加工过的叠层体并形成多个切片;以及
排除部,从所述切片中排除包含所述不良部的切片。

23.
  如权利要求22所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,所述不良部确定部具有:
第一信息取得部,检测所述光并取得包含有关该光的强度的信息的第一信息;以及
信息处理部,将该第一信息中、所述光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。

24.
  如权利要求23所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,
在所述叠层体中,预先形成从外部可识别的标识,
具有第二信息取得部,用于取得与形成于所述加工过的叠层体中的所述标识有关的第二信息;
所述不良部确定部还包括:
第一识别部,用于从所述第一信息中识别所述标识;
存储部,用于将所述第一信息和所述第一识别部识别的所述标识相关联地进行存储;
第二识别部,用于根据所述第二信息取得部取得的所述第二信息来识别所述加工过的叠层体所具有的标识;以及
不良部校核部,用于从所述存储部读取并校核将所述识别的加工过的叠层体的标识和与同一标识相关联存储的所述第一信息,并根据该读取的所述第一信息,确定所述加工过的叠层体的不良部。

25.
  如权利要求24所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,具有加工部,用于在识别所述加工过的叠层体所具有的标识时,对用于形成所述叠层体上的氮化物半导体元件的膜进行加工,以便以可从外部识别的状态维持所述加工过的叠层体所具有的所述标识。

26.
  如权利要求22至25任何一项所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,所述激励光是波长400至600nm范围内的可见光。

27.
  如权利要求22至25任何一项所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,所述激励光是紫外光。

28.
  如权利要求22至27任何一项所述的氮化物半导体元件的制造装置,其特征在于,所述氮化物半导体薄膜包含从GaN层、AlGaN层及InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层。

说明书

基板检查方法及装置、 氮化物半导体元件 制造方法及装置
技术领域
本发明涉及适用于构成氮化物半导体元件的碳化硅(SiC)基板的基板检查方法及基板检查装置,以及利用该基板检查方法和基板检查装置的氮化物半导体元件的制造方法和氮化物半导体元件的制造装置。
背景技术
目前,氮化物半导体因其物理性质的优异性,而在光器件领域和电子器件领域中被深入研究。
特别是在电子器件领域,目前正在推进使用氮化物半导体的高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor:HEMT,以下称为HEMT)的开发。
氮化物半导体结晶由于蒸汽压高而难以进行大量单结晶的培育,所以广泛采用有机金属汽相生长法(Metal-Organic Chemical VaporDeposition:MOCVD,以下称为MOCVD)。
MOCVD法指以下成膜技术:在高温下向基板上依次供给规定的原料气体,使要求的结晶层外延生长在基板上。
近年来,在电子器件领域中,碳化硅基板(以下,有时记载为SiC基板)引人注目。与作为基板材料的一般使用的蓝宝石(Al2O3)的导热系数相比,SiC的导热系数大7~9倍左右。
因此,可基于光学显微镜进行对这样获得的HEMT的外观检查(例如,参照非专利文献1)。
[非专利文献1]株式会社ニコン‘ビデオ·エンハンスシステムSMR-100’カタログ(1994年8月)
但是,在SiC基板上,按照上述的MOCVD法进行氮化物半导体薄膜的成膜时,有以下的问题。
首先,在作为结晶基板的SiC基板中,存在被称为微导管的贯通基板内外的孔的结构缺陷。这种微导管的直径因单结晶的培育条件而有所不同,但有时为数μm~数十μm。
因此,在SiC基板上生长的氮化物半导体薄膜的膜厚通常为2μm~3μm左右时,在使薄膜生长后,一部分微导管仍作为缺陷残存。
即,起因于SiC基板的结构缺陷,在该基板上的氮化物半导体薄膜中也产生缺陷(将其称为缺陷导入)。
此外,在SiC基板中,除了上述微导管以外,有时还存在微缺陷(例如,有空穴和晶粒边界等)、位移(例如,螺旋或刃状或镶嵌等)及表面缺陷(例如,有表面研磨伤和表面粗糙等)等各种结构缺陷。在这种情况下,与上述同样,将该缺陷在成膜的氮化物半导体薄膜中形成导入缺陷。
具有这样的结构缺陷的SiC基板的HEMT等因工作不良而引起作为器件的可靠性的下降。
但是,基于上述非专利文献1所示的系统的检查,不是进行结构缺陷的检测,只不过进行器件的表面观察和尺寸误差的外观检查,所以不可能检测上述结构缺陷并检查器件的质量。
发明内容
因此,本发明的主要目的在于,提供一种可检测产生于基板内部的结构缺陷的基板检查方法和基板检查装置,以及采用这些基板检查方法和基板检查装置的氮化物半导体元件的制造方法和氮化物半导体元件的制造装置。
为了实现这种目的,根据方案1所述的基板检查方法,具有下述的结构上的特征。
即,对于碳化硅基板上成膜的氮化物半导体薄膜照射激励光,利用通过该激励光在氮化物半导体薄膜中产生的、基于碳化硅基板缺陷的光,确定碳化硅基板的不良部的位置。
此外,如方案2所述的发明,最好是检测在氮化物半导体薄膜中发光的光,取得有关该光的强度的信息,将该信息中光的强度大于或等于基准值的区域确定为不良部。
此外,如方案3所述的发明,最好是对氮化物半导体薄膜的整个面照射激励光。
此外,如方案4所述的发明,作为激励光,最好是照射波长400至600nm范围内的可见光。
此外,如方案5所述的发明,作为激励光,最好是照射紫外光。
此外,如方案6所述的发明,作为氮化物半导体薄膜,最好是对从GaN层、AlGaN层及InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层进行成膜。
根据方案7所述的氮化物半导体元件的制造方法,具有下述地结构上的特征。
即,在制造具有在碳化硅基板上成膜了氮化物半导体薄膜的叠层体的氮化物半导体元件时,包括照射工序、不良部确定工序、切断工序和排除工序。在照射工序中,对氮化物半导体薄膜照射激励光。在不良部确定工序中,利用由激励光照射在氮化物半导体薄膜中产生的、基于碳化硅基板缺陷的光,来确定碳化硅基板的不良部的位置。在切断工序中,对于将叠层体进行加工过的加工过的叠层体,按规定的每个元件尺寸切断该加工过的叠层体并形成多个切片。在排除工序中,排除切片中包含确定了位置的不良部的切片。
此外,如方案8所述的发明,最好是在不良部确定工序中,检测在氮化物半导体薄膜中发光的光,取得包含有关该光的强度的信息的第一信息,同时将第一信息中光的强度大于或等于基准值的区域确定为不良部。
此外,如方案9所述的发明,最好是在叠层体中预先形成可从外部识别的标识。然后,从第一信息中识别标识,将第一信息和该被识别的标识相关联存储在存储部中。这样,在不良部确定工序中,在取得有关加工过的叠层体具有的标识的第二信息后,从存储部读取校核与和通过该第二信息识别的加工过的叠层体的标识相同的标识关联存储的第一信息,根据读取的第一信息,确定加工过的叠层体的不良部。
此外,如方案10所述的发明,也可以包含加工工序,在识别加工过的叠层体的标识时,对叠层体上的用于形成氮化物半导体元件的膜进行加工,以便以可从外部识别的状态维持该加工过的叠层体具有的标识。
此外,根据方案11所述的氮化物半导体元件的制造方法的发明,具有下述的结构上的特征。
即,在碳化硅基板上制造具有成膜了氮化物半导体薄膜的叠层体的氮化物半导体元件时,包括照射工序、不良部确定工序、加工工序、切断工序、以及排除工序。在照射工序中,对氮化物半导体薄膜照射激励光。在不良部确定工序中,利用通过激励光的照射在氮化物半导体薄膜中产生的、基于碳化硅基板缺陷的光,确定碳化硅基板的不良部的位置。在加工工序中,在叠层体中,在不良部以外的区域实施加工并形成加工过的叠层体。在切断工序中,以规定的每个元件尺寸切断加工过的叠层体,形成多个切片。在排除工序中,在切片中,排除包含所述加工过的叠层体的切片以外的切片。
此外,如方案12所述的发明,最好是在不良部确定工序中,检测在氮化物半导体薄膜中发光的光,取得包含有关该光的强度的信息的第一信息,同时将第一信息中光的强度大于或等于基准值的区域确定为不良部。
此外,如方案13所述的发明,作为激励光,最好是照射波长为400至600nm范围内的可见光。
此外,如方案14所述的发明,作为激励光,最好是照射紫外光。
此外,如方案15所述的发明,作为氮化物半导体薄膜,最好是对从GaN层、AlGaN层、InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层进行成膜。
根据方案16所述的基板检查装置的发明,具有下述的结构上的特征。
即,包括:激励光照射部,对成膜于碳化硅基板上的氮化物半导体薄膜照射激励光;以及不良部确定部,利用激励光在氮化物半导体薄膜中产生的、基于碳化硅基板缺陷的光,确定碳化硅基板的缺陷位置。
此外,如方案17所述的发明,最好是所述不良部确定部包括:信息取得部,检测所述光,并取得有关所述光的强度信息;以及信息处理部,在该信息中,将该光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。
此外,如方案18所述的发明,最好是将来自所述激励光照射部的激励光照射到氮化物半导体薄膜整个面。
此外,如方案19所述的发明,最好是激励光为波长为400至600nm范围内的可见光。
此外,如方案20所述的发明,最好是激励光为紫外光。
此外,如方案21所述的发明,最好是氮化物半导体薄膜包含从GaN层、AlGaN层及InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层。
此外,根据方案22所述的氮化物半导体元件的制造装置的发明,具有下述的结构上的特征。
即,它包括:激励光照射部,在碳化硅基板上成膜了氮化物半导体薄膜的叠层体中,对该氮化物半导体薄膜照射激励光;不良部确定部,利用由该激励光在所述氮化物半导体薄膜中产生的、基于碳化硅基板缺陷的光,确定碳化硅基板的不良部的位置;切断部,在对叠层体实施加工后,按规定的每个元件尺寸切断该加工过的叠层体并形成多个切片;以及排除部,在切片中,排除包含不良部的切片。
此外,如方案23所述的发明,最好是不良部确定部具有:第一信息取得部,检测在氮化物半导体薄膜中发光的光,并取得包含有关该光的强度的信息的第一信息;以及信息处理部,在该第一信息中,将该光的强度大于或等于基准值的区域确定为所述不良部。
此外,如方案24的发明,最好是在叠层体中,预先形成从外部可识别的标识,具有取得有关形成于加工过的叠层体的标识的第二信息的第二信息取得部,而且,不良部确定部还包括:从第一信息中识别标识的第一识别部;将第一信息和第一识别部识别的标识关联存储的存储部;根据第二信息取得部取得的第二信息来识别加工过的叠层体具有的标识的第二识别部;以及从存储部读取并校核与和所识别的加工过的叠层体的标识相同的标识相关联存储的第一信息,根据该读取的第一信息,确定加工过的叠层体的不良部的不良部校核部。
此外,如方案25的发明,最好是具有加工部,在识别加工过的叠层体具有的标识时,对叠层体上的用于氮化物半导体元件形成的膜进行加工,以便以可从外部识别的状态维持加工过的叠层体具有的标识。
此外,如方案26所述的发明,最好是激励光为波长400至600nm范围内的可见光。
此外,如方案27所述的发明,最好是激励光为紫外光。
此外,如方案28所述的发明,最好是氮化物半导体薄膜包含从GaN层、AlGaN层及InGaN层中选择的一种或大于等于两种的层。
根据方案1所述的基板的检查方法的发明,利用光学显微镜的简易结构来检测基于氮化物半导体薄膜的缺陷产生的发光现象(或称为冷光),可以检测氮化物半导体薄膜的缺陷位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的、碳化硅基板(以下,有时简称为SiC基板)的不良部的位置。
根据方案2所述的检查方法的发明,除了上述效果以外,还可以迅速并且再现性良好地取得与氮化物半导体薄膜的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据的映射数据。
由此,可以自动并且高效率地确定SiC基板的不良部的位置。
此外,根据方案3所述的检查方法的发明,除了上述效果以外,还可对作为样本的氮化物半导体薄膜整个面进行不良部的位置确定,所以可以评价样本整体的SiC基板的质量。
此外,根据方案4所述的检查方法的发明,除了上述效果以外,不用说对于氮化物半导体薄膜的表层的缺陷,而且对于内部存在的缺陷也可照射可见光。
此外,根据方案5所述的检查方法的发明,除了上述效果以外,还可以仅检测氮化物半导体薄膜的缺陷引起的发光。因此,在氮化物半导体薄膜上附着尘埃和碎屑等的情况下,来自氮化物半导体薄膜的发光被其遮挡而使发光强度变弱,所以还可同时观察该尘埃和碎屑等的检测。
此外,根据方案6所述的检查方法的发明,由于可以将各种氮化物半导体薄膜单数或多数组合使用,所以可以对构成以HEMT为代表的高频高输出晶体管、蓝色激光和蓝色发光二极管等的氮化物半导体元件的SiC基板的质量进行评价。
根据方案7所述的氮化物半导体元件的制造方法的发明,通过采用光学显微镜的简易结构来检测基于氮化物半导体薄膜的缺陷产生的发光现象,可以检测氮化物半导体薄膜的不良部的位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的SiC基板的不良部的位置。
因此,通过利用在加工前的叠层体中被确定的不良部的位置来确定加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,可以排除不良的切片。
此外,根据方案8所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,可以迅速并且再现性良好地取得与氮化物半导体薄膜的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据的映射数据。由此,可以自动并且高效率地确定SiC基板的不良部的位置。
此外,根据方案9所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,可预先利用在加工叠层体前取得的映射数据来确定晶片状的加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,所以不需要加工过进行确定。
因此,在切断该加工过的叠层体获得的切片中,可以高效率地挑出SiC基板中有不良部的不良的芯片。
此外,根据方案10所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,还可高精度地识别加工过的叠层体具有的标识。
此外,根据方案11所述的氮化物半导体元件的制造方法的发明,通过利用光学显微镜的简易结构来检测根据氮化物半导体薄膜的缺陷而产生的发光现象,可以检测氮化物半导体薄膜的缺陷的位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的SiC基板的不良部的位置。
因此,通过仅对不包含不良部的SiC基板部分进行叠层体的加工,所以可以排除不包含加工过的叠层体的不良的切片。
此外,根据方案12所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,还可以迅速并且再现性良好地取得与氮化物半导体薄膜的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据的映射数据。由此,可以自动并且高效率地确定SiC基板的不良部的位置。
此外,根据方案13所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,不用说对于氮化物半导体薄膜的表层的缺陷,而且对于内部存在的缺陷也可照射可见光。
此外,根据方案14所述的制造方法的发明,除了上述效果以外,可仅检测氮化物半导体薄膜的缺陷引起的发光。因此,在氮化物半导体薄膜上附着尘埃和碎屑等的情况下,来自氮化物半导体薄膜的发光被其遮挡而使发光强度变弱,所以还可同时观察该尘埃和碎屑等的检测。
此外,根据方案15所述的检查方法的发明,由于可以将各种氮化物半导体薄膜单数或多数组合使用,所以可以对构成以HEMT为代表的高频高输出晶体管、蓝色激光和蓝色发光二极管等的氮化物半导体元件的SiC基板的质量进行评价。
根据方案16所述的基板检查装置的发明,通过采用光学显微镜的简易结构来检测基于氮化物半导体薄膜的缺陷产生的发光现象,可以检测氮化物半导体薄膜的不良部的位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的SiC基板的不良部的位置。
此外,根据方案17所述的检查装置的发明,除了上述效果以外,还可以迅速并且再现性良好地取得与氮化物半导体薄膜的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据的映射数据。
由此,可以自动并且高效率地确定SiC基板的不良部的位置。
此外,根据方案18所述的检查装置的发明,除了上述效果以外,还可对作为样本的氮化物半导体薄膜整个面进行不良部的位置确定,可以评价样本整体的SiC基板的质量。
此外,根据方案19所述的检查装置的发明,除了上述效果以外,不用说对于氮化物半导体薄膜的表层的缺陷,而且对于内部存在的缺陷也可以照射可见光。
此外,根据方案20所述的检查装置的发明,除了上述效果以外,还可以仅检测氮化物半导体薄膜的缺陷引起的发光。因此,在氮化物半导体薄膜上附着尘埃和碎屑等的情况下,来自氮化物半导体薄膜的发光被其遮挡而使发光强度变弱,所以还可同时观察该尘埃和碎屑等的检测。
此外,根据方案21所述的检查装置的发明,由于可以将各种氮化物半导体薄膜单数或多数组合使用,所以可以对构成以HEMT为代表的高频高输出晶体管、蓝色激光和蓝色发光二极管等的氮化物半导体元件的SiC基板的质量进行评价。
根据方案22所述的氮化物半导体元件的制造装置的发明,通过采用光学显微镜的简易结构来检测基于氮化物半导体薄膜的缺陷产生的发光现象,可以检测氮化物半导体薄膜的不良部的位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的SiC基板的不良部的位置。
因此,通过利用加工前的叠层体中确定过的不良部的位置来确定加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,可以排除不良的切片。
此外,根据方案23所述的制造装置的发明,除了上述效果以外,可预先利用在加工叠层体前取得的映射数据来确定晶片状的加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,所以不需要加工过进行确定。
因此,在切断该加工过的叠层体获得的切片中,可以高效率地挑出SiC基板中有不良部的不良的芯片。
此外,根据方案24所述的制造装置的发明,除了上述效果以外,可预先利用在加工叠层体前取得的映射数据来确定晶片状的加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,所以不需要加工过进行确定。
因此,在切断该加工过的叠层体获得的切片中,可以高效率地挑出SiC基板中有不良部的不良的芯片。
此外,根据方案25所述的制造装置的发明,除了上述效果以外,还可以高精度地识别加工过的叠层体具有的标识。
此外,根据方案26所述的制造装置的发明,除了上述效果以外,不用说对于氮化物半导体薄膜的表层的缺陷,而且对于内部存在的缺陷也可以照射可见光。
此外,根据方案27所述的制造装置的发明,除了上述效果以外,还可以仅检测氮化物半导体薄膜的缺陷引起的发光。因此,在氮化物半导体薄膜上附着尘埃和碎屑等的情况下,来自氮化物半导体薄膜的发光被其遮挡而使发光强度变弱,所以还可同时观察该尘埃和碎屑等的检测。
此外,根据方案28所述的制造装置的发明,由于可以将各种氮化物半导体薄膜单数或多数组合使用,所以可以对构成以HEMT为代表的高频高输出晶体管、蓝色激光和蓝色发光二极管等的氮化物半导体元件的SiC基板的质量进行评价。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的基板检查装置的概略结构图。
图2是用于说明本发明第一实施方式的基板检查装置的检查方法的流程图。
图3是本发明第三实施方式的基板检查装置的概略结构图。
图4是用于说明本发明第三实施方式的基板检查装置的检查方法的流程图。
图5是表示本发明第三实施方式的基板检查装置具有的提取部的动作的流程图。
图6是本发明第四实施方式的氮化物半导体元件的制造装置的概略结构图。
图7是用于说明本发明第四实施方式的氮化物半导体元件的制造方法中包含的制造工序的图。
图8是表示本发明第四实施方式的氮化物半导体元件的制造装置具有的第一及第二识别部的动作的流程图。
图9是表示本发明第四实施方式的氮化物半导体元件的制造装置具有的不良部校核部的动作的流程图。
图10是用于说明本发明第四实施方式的氮化物半导体元件的制造装置的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下,参照图1~图10,说明本发明的实施方式。再有,各图(除流程图以外)只不过以可以理解本发明的程度来概略地表示各结构成分的形状、大小和配置关系,因此,本发明不限定于图示例。此外,为了使图清楚明白,表示剖面的阴影线是除去省略一部分。再有,以下的说明不过是简单的优选例,而例示的数值的条件没有任何限定。此外,在各图中,对相同的结构成分附以同一标号,省略其重复的说明。
<第一实施方式>
图1是本实施方式的基板检查装置100的概略结构图。在本实施方式中,作为样本,举例说明在晶片状的碳化硅基板(以下,有时称为SiC基板)151上成膜GaN层152作为氮化物半导体薄膜,使用叠层体15a的情况。
如图1所示,本实施方式的基板检查装置100具有激励光照射部10和不良部确定部20。不良部是SiC基板中有结构缺陷的区域,这里,将以后述的大于或等于基准值的光强度发光的区域作为不良部来处理。
激励光照射部10对具有叠层体15a的、作为氮化物半导体薄膜的GaN层152照射激励光。
这里的激励光照射部10主要包括:装载叠层体15a的装载台12、光源13、窄带滤色器14、半反射镜16及第一透镜18。
在与装载台12的搭载面c大致垂直的方向上,从装载台12侧,按规定间隔依次设置第一透镜8及半反射镜16。将半反射镜16配置在透过窄带滤色器14的来自光源13的激励光的入射角为45°的位置,使该激励光经由第一透镜18以90°入射角入射到装载台12上的叠层体15a。
在本结构例中,作为光源13,例如使用可照射蓝~绿色可见光(波长400~600nm左右)的汞灯,使激励光为e线(波长546nm)和g线(波长436nm)。
不良部确定部20包括第二透镜22,将从叠层体15a的GaN层152发出的光(后面说明)进行成像。
下面,参照图1和图2,说明使用基板检查装置100的基板检查方法。
首先,将装载了晶片状的叠层体15a的装载台12置位在观察位置(S401)。
接着,将来自光源13的激励光照射在叠层体15a的GaN层152上(S403)。在照射了激励光的GaN层152的缺陷部分,产生发光(也称为冷光)。这是因为通过激励光的照射,与SiC基板151的结构缺陷对应的缺陷部分的氮化物半导体薄膜的黄色带被激励,在波长500~600nm附近产生发光。再有,氮化物半导体材料如被称为宽带隙那样,对于可见光是透明的。因此,不用说对于氮化物半导体薄膜的表层的缺陷,而且对于内部存在的缺陷也可照射可见光。
接着,通过用肉眼观察由第二透镜22成像的来自GaN层152的发光的浓淡,可以确定不良部的位置(S405)。然后,通过以手动或自动方式移动装载台,使激励光照射GaN层152的整个面,从而可以确定晶片状的SiC基板151整个面的不良部的位置(即,缺陷位置)。
可是,在基板为蓝宝石的情况下,蓝宝石自身为均质的大块单晶,所以在该晶片上成膜的GaN层也为大致均匀的质量良好的膜。因此,即使向GaN层152照射激励光,也观察不出发光的浓淡。
但是,在器件中使用SiC基板时,通过这样利用光学显微镜的简易结构,可以简便地评价SiC基板的质量。
因此,与蓝宝石基板相比,具有优良的导热系数,同时还可消除在器件制作前不能确定SiC的结构缺陷的问题,可以期待使用了SiC基板的器件的制造合格率的提高。
从上述说明可知,根据本发明的实施方式,通过利用基于氮化物半导体薄膜的缺陷产生的发光现象,用肉眼通过透镜,可以检测SiC基板的不良部的位置。
由此,对于氮化物半导体薄膜,可以确定有起因于缺陷导入的缺陷的SiC基板的缺陷位置。
<第二实施方式>
在本实施方式中,与第一实施方式的主要不同点在于,作为基板检查装置的光源,使用可照射紫外光的汞灯。
在该结构例中,替换第一实施方式的光源,例如采用可照射紫外光的汞灯,使激励光为i线(波长365nm)和j线(波长313nm)。
在第一实施方式中,作为激励光照射可见光,所以样本表面被明亮地照射。因此,在通过发光的浓淡,用肉眼观察SiC基板的不良部时,甚至因样本表面附着的尘埃和碎屑等遮挡的发光的浓淡,都难以高精度地判别。
另一方面,在照射紫外光作为激励光时,在基于肉眼等的观察中,样本表面不被明亮地照射。即,可通过肉眼仅观察来自GaN层152的发光。其结果,在附着在样本表面的尘埃和碎屑等遮挡来自GaN层152的发光时,可以明显观察到仅在其被遮挡的部分的发光强度变弱的情况。再有,这里的尘埃和碎屑例如除了运送中附着在样本表面的尘埃和碎屑以外,还有GaN层等的氮化物半导体的结晶生长时产生的结晶,还包含在其后的样本表面上不期望附着的尘埃和碎屑。
从上述说明可知,根据本实施方式,除了与第一实施方式同样的效果以外,还可同时检测附着在样本表面的尘埃和碎屑等。
其结果,排除SiC基板的结构缺陷和作为器件的可靠性下降的主要原因的样本表面的尘埃和碎屑等,可以期待其器件可靠性的进一步提高。
<第三实施方式>
本实施方式的基板检查装置300与第一实施方式的主要不同点在于,作为不良部确定部200,包括信息取得部25和信息处理部30。再有,在图中,与第一实施方式中已经说明的结构部件相同的结构部件附以同一标号,省略其具体的说明(以下的各实施方式也同样)。
如图3所示,本实施方式的基板检查装置300与第一实施方式同样,包括激励光照射部10和不良部确定部200,但这里的不良部确定部200在包含信息取得部25及信息处理部30方面有所不同。
在信息取得部25中,取得与从GaN层产生的光的强度(以下,简称为发光强度)有关的信息,在信息处理部30中,根据由信息取得部25取得的信息,将光的强度大于或等于基准值的区域确定为不良部。再有,这里的发光强度的信息是每个像素的信息。
以下,说明基板检查装置300的细节。这里的激励光照射部10与第一实施方式相同,所以省略具体的说明,详细说明不良部确定部200具有的信息取得部25和信息处理部30。
信息取得部25主要包括第二透镜22和CCD摄像机等摄像元件24。取得由第二透镜22成像的从叠层体15a发出的光,作为摄像元件24中与光强度有关的信息的图像数据。
信息处理部30主要包括信息接收部31、CPU(或称为中央处理装置)32、输入部34、存储部35、输出部36及装载台驱动部38。
信息接收部31将信息取得部25作为数字信号取得的与上述的光强度有关的信息作为图像数据来接收。这里接收的相关信息临时存储在存储部35中。
CPU32在用程序方式进行软件处理时,具有作为实现各种处理功能的部件的功能。在本结构例中的CPU32包含分别后述的控制部321和具有作为提取部323(或称为映射处理部)功能的功能部件。
控制部321根据从输入部34输入的指令,或根据CPU32内部产生的指令,进行其他所需的功能部件的处理的实行控制、使输出部36显示的控制、以及获得各结构部件的定时的控制等,由于有关这些方面已公知,所以省略其详细的说明。
提取部(也称为映射处理部)323将从样本整个面的有关光强度的信息中获得的各像素的光强度和存储部35中预先作为基准值设定的一个或多个光强度的阈值进行比较,将光强度大于或等于基准值以上的区域作为不良部来提取,进行映射处理。通过这样的映射处理,可以迅速并且再现性良好地取得与GaN层152的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据,即映射数据。
输入部34具有键盘和触摸板那样的输入部件,是在处理当中从外部输入必要的指令的装置。
存储部35具有RAM和ROM那样的存储器,是将本发明的处理中必要的信息和数据等以预先自由读取方式来存储,而且,将各处理当中产生的信息和数据等以可自由读取方式来写入的存储装置。
输出部36具有图像显示装置(监视器)和/或打印装置,用于显示除了来自信息接收部31和输入部34的所需信息和数据等以外,还显示CPU32在处理中生成的所需信息和数据等。
装载台驱动部38根据来自输入部34的指令信号,可使装载台12在平行于样本搭载面c的方向上移动和垂直于装载台12的搭载面c的方向上移动。在本结构例中,是使装载台12移动到规定位置,观察来自叠层体15a的发光的结构,但与此相反,也可以是在将装载台12固定,使摄像元件24移动到规定位置,观察来自叠层体15a的发光的结构。
下面,参照图3和图4,说明使用基板检查装置300的基板检查方法。
首先,将装载了晶片状的叠层体15a的装载台12置位在基于摄像元件24的观察开始位置的测定位置(S501)。
然后,按与第一实施方式同样的方法,在叠层体15a的GaN层152上照射激励光(S503)。此时,在照射了激励光的GaN层152的缺陷部分中,与第一实施方式的说明同样产生发光。再有,作为光源,采用可照射上述的蓝~绿色可见光(波长400~600nm左右)和紫外光的汞灯。
接着,在本实施方式中,将从GaN层152产生的光通过第二透镜22进行成像,通过摄像元件24变换并取得有关光强度的信息(S505)。在取得与观察开始位置的光强度有关的信息后,从控制部321向装载台驱动部38自动地输出使装载台12移动的控制信号。通过该控制信号,将装载台12移动到下一个测定位置,同样通过摄像元件24取得新的信息。通过重复进行这样的扫描处理,由摄像元件24扫描GaN层152整个面,可以取得晶片整个面的信息。
信息接收部31对取得有关光强度的信息进行响应,从信息取得部25接收该信息并将其依次存储在存储部35中(S507)。
接着,根据来自输入部34的指示,根据与从GaN层152发光的光强度有关的信息,进行将大于或等于规定的光强度的区域作为不良部、即缺陷位置来提取的映射处理(S509)。根据这样获得的映射数据,可以自动地确定SiC基板有无缺陷。
这里,参照图5来说明提取部323中的映射处理的一例。
首先,作为映射提取的前处理,预先将各像素的位置坐标和各像素的光强度的提取判定基准的阈值如以下说明那样存储在存储部35中。
如果在SiC基板151中产生缺陷,则起因于该缺陷,在其上侧的GaN层152中也产生缺陷。因此,在GaN层152上照射激励光,将该反射光的光强度在无缺陷的像素区域和有缺陷的像素区域中如何变化作为统计的数据预先调查,将某个一定以上的光强度的情况下判断为缺陷区域的光强度的值作为基准值、即阈值来取得。将这样获得的基准值作为各像素中共用的判断基准值存储在存储部35中。此外,在存储部35中,按每个像素,将设定在晶片表面的XY坐标系的位置坐标对应存储。
在提取部323中,接受对于晶片整个面的与GaN层152发光的光强度有关的信息的取得结束通知,从存储部35读取该信息(S601)。从该信息中,按每个像素来读取像素的位置坐标和该像素的光强度的数据(S603)。接着,响应该信息的读取,从存储部35读取基准值(S605)。在该基准值的读取结束后,进行基准值和光强度的比较(S607)。根据这种比较,在光强度与基准值相等或比基准值大的情况下(“是”的情况),将产生这种光强度的像素判定为有缺陷的像素。另一方面,在光强度的值比基准值小的情况下(“否”的情况),将产生这种光强度的像素判定为没有缺陷的像素。这样,对于晶片上所有的像素进行上述各步骤S601~S607(S609),并结束这种处理。此外,根据需要,也可以将获得映射数据从输出部36打印,或进行将映射数据映射显示在监视器上的可视化。
通过进行上述的映射处理,可以迅速并且再现性良好地取得与氮化物半导体薄膜的缺陷位置和无缺陷位置有关的映射数据。
从上述说明可知,根据本实施方式,可以获得与第一实施方式同样的效果。
而且,根据本实施方式,可以自动并且高效率地确定SiC基板的不良部的位置。
<第四实施方式>
图6是本实施方式的氮化物半导体元件的制造装置900的概略结构图。在本实施方式中,通过将第三实施方式中说明的映射数据与取得了该映射数据的晶片状的样本相关联存储,从而将这种映射数据用于氮化物半导体元件的制造。
如图6所示,本实施方式的氮化物半导体元件的制造装置900与第一实施方式同样,除了激励光照射部10和不良部确定部800以外,还包括第二信息取得部40、叠层体加工部45、切断部50和排除部60。
下面,在说明氮化物半导体元件的制造装置900的细节之前,作为一例,本实施方式的氮化物半导体元件的制造装置的制造生产线包含以下简单说明的(1)~(3)的制造工序(参照图7)。此外,在本实施方式中,举例说明氮化物半导体元件作为GaN类HEMT的情况。
(1)在晶片状的SiC基板151上,作为沟道层的氮化物半导体薄膜,形成GaN层152,并形成叠层体15a。具体地说,将通过MOCVD法形成的GaN缓冲层(未图示)改质形成为GaN层152。再有,以下有将该叠层体15a称为晶片或加工前晶片的情况。此外,这里说明的GaN类HEMT为普通的结构,有关使各层结晶生长时的具体形成方法是现有技术,所以省略其详细的说明。
在形成GaN层152后,在叠层体15a的表面上,形成用于单独识别各晶片的可从外部识别的标记和号码等标识70。在晶片表面的元件形成区域a以外的区域的边缘区域b中,例如将铝(Al)进行金属镀敷并形成标识70。再有,除了金属镀敷法以外,例如对GaN层152的表面自身进行腐蚀,也可以按凸状或凹状方式形成标识70。此外,将该标识70与HEMT的制造过程中使用的用于光标记定位的标记兼用也可以。即,标记的形成位置、个数及形状可以根据目的和设计而任意地设计(图7(A))。
(2)对于该叠层体15a进行加工,以使标识维持可识别状态,获得加工过的叠层体15b。在该结构例中,作为一例,在叠层体15a中例如制作GaN类HEMT15b作为氮化物半导体元件。
再有,对叠层体15a的加工不限定于上述加工。因此,在GaN层152上,在对用于形成氮化物半导体元件的任何膜通过所需的处理进行成膜后,除去覆盖标识的该成膜后的一部分膜,实施使标识70露出的加工就可以。在该结构中,在GaN层152上,形成作为氮化物半导体元件所需的结构部件的电子供给层153及各电极(栅极电极104、源极电极106和漏极电极108)。具体地说,通过MOCOVD法形成电子供给层153、Al0.2Ga0.8N层。在电子供给层153上,依次叠层镍(Ni)和金(Au)来形成栅极电极104。此外,作为源极电极106和漏极电极108,在电子供给层153上并且以非接触方式夹置栅极电极104的位置上,依次叠层钛(Ti)、铝和金而形成(图7(B))。然后,众所周知,形成钝化膜(未图示),以覆盖形成的各结构部件。再有,这里将叠层体15b称为加工过的叠层体或加工过的晶片,仅称为晶片的情况是指叠层体15a的情况。
(3)将叠层体15b通过分离方式和切割方式等沿切割线切断为各个切片、即芯片80(图7(C))。
在再有的制造生产线中,本发明特别在上述(1)的阶段,在加工前晶片的状态下预先确定晶片状的SiC基板的不良部位置(缺陷位置),从在对加工过的晶片进行芯片化时,可以根据该缺陷位置来排除带有不良部的芯片。
以下,参照图6来说明氮化物半导体元件的制造装置900的细节。
激励光照射部10与第一实施方式同样,所以这里省略具体的说明,说明不良部确定部800、第二信息取得部40、叠层体加工部45、切断部50及排除部60的细节。
本结构例的不良部确定部800具有第一信息取得部65和信息处理部85。
第一信息取得部65主要包括第二透镜22和CCD摄像机等摄像元件24,将第二透镜22成像的从叠层体15a发出的光通过摄像元件24取得作为与光强度有关的第一信息。
信息处理部85主要包括第一信息接收部33、CPU75、输入部34、存储部35、输出部36、装载台驱动部38及第二信息接收部37。
第一信息接收部33将第一信息取得部65作为数字信号取得的与上述光强度有关的第一信息作为图像数据来接收。这里,接收的第一信息被临时存储在存储部35中。
第二信息接收部37将后述的第二信息取得部40取得的与加工过的叠层体15b的标识70有关的第二信息作为图像数据来接收。
CPU75具有与第三实施方式同样的功能,这里,包含作为分别后述的控制部751、第一识别部753、提取部755(或者称为映射处理部)、第二识别部757和不良部校核部759的功能的功能部件。
控制部751根据从输入部34输入的指令,或者根据CPU75内部产生的指令,进行其他所需的功能部件的处理的实行控制、对存储部35的信息和数据等的写入和/或读取的控制、控制对输出部36的信号输出并适当显示的控制、以及获得各结构部件的定时的控制等。
第一识别部753根据第一信息接收部33接收的第一信息,识别形成于叠层体15a的标识70。
这里,参照图8,说明第一识别部中的识别处理的一例。
首先,作为识别处理的前处理,预先存储与每个晶片的真实的基准标识(即,上述(1)阶段中形成的标识)有关的信息。
在第一识别部753中,响应第一信息接收部33中的第一信息的接收,从存储部35中按每个像素方式读取第一信息(S1010)。然后,在该读取的第一信息中,判断有(Y:“是”的情况)还是无(N:“否”的情况)与形成于每个晶片中的用于晶片识别的标识70有关的信息(S1030)。在第一信息中有与标识70有关的信息时(Y),判定标识70是晶片的基准标识中的哪一个(S1050)。这种判定将存储部35中某一晶片的基准标识和与从第一信息中读取的标识有关的信息进行校核。在校核一致的情况下(Y),读取的标识被识别为真实的识别标识,将与叠层体15a的标识有关的第一信息和加工前映射数据关联存储在存储部35中。再有,在各步骤S1030及S1050中,在‘无’和‘不一致’的情况下(N),返回S1010。接着,对于所有的晶片状的像素,如果上述各步骤S1010~S1050结束(S1070),则结束该处理。
提取部755具有与第三实施方式同样的功能,将与样本整个面的光强度有关的从第一信息中获得的各像素的光强度和存储部35中作为基准值预先设定的一个或多个光强度的阈值进行比较,将光强度大于或等于基准值的区域作为不良部来提取,进行映射处理。映射处理可与第三实施方式中说明的方法同样地进行,这里,每个晶片1Sa中其晶片的哪个区域为不良部以位置坐标信息方式被保存在存储部35中。
第二识别部757根据后述的第二信息接收部37接收的第二信息,识别形成于加工过的叠层体15b的标识70。该处理与参照图8说明的第一识别部753中的识别处理大体相同。这种情况下,叠层体是加工过的叠层体(即,加工过的晶片)15b,此外,取代第一图像数据,对第二图像数据进行处理。因此,在图8中,在步骤S1010中示出第二图像数据的处理。
不良部校核部759根据第一信息来确定加工过的叠层体15b的不良部位置。
这里,参照图9,说明不良部校核部759中的加工过的叠层体15b的不良部位置的确定处理的一例。
具体地说,进行由第二识别部757识别的标识70、存储部35中与基于第一信息的映射数据一起存储的标识70的校核(S1110)。在校核一致的情况下(Y),读取具有一致的标识的与加工前的叠层体15a的SiC基板的不良部有关的映射数据(S1130)。然后,对包含在加工前的映射数据中的指定不良部的部位的位置坐标进行指定(S1150)。通过该不良部的位置坐标的指定,在加工过的叠层体15b中,产生不良部的区域部分的位置坐标被确定。
对所有的叠层体、即晶片进行这些步骤S1110~S1150(S1170)。再有,在步骤S1110和S1170中,在为“否”的情况下,返回S1110。
由此,即使在加工过的叠层体15b的状态中,也可以对GaN层152确定起因于缺陷导入的SiC基板151的缺陷位置。
第二信息取得部40例如具有CCD摄像机等普通的摄像元件,取得与形成于叠层体15b中的标识70有关的第二信息。作为这种第二信息取得部40,例如,作为不除去已经说明的基板检查装置100(参照第一实施方式)的激励光照射部10的结构部件的光源13、或除去的结构,都可将其兼用。
叠层体加工部45为了在叠层体15a中作入氮化物半导体元件而实施成膜和腐蚀,可以是作为最终器件完成的现有普通装置,可以或为单一结构,或为多个装置的组合。此外,在该叠层体加工部45中,还包含除去覆盖标识70的膜部分,使该标识70露出的处理。在取得上述映射数据后,根据来自输入部34的指令,在将加工前的叠层体15a自动地运送到叠层体加工部45后开始叠层体加工部45中的所需加工。通过这里的加工处理,叠层体15a成为维持可从外部识别标识70的加工过的叠层体15b。这里,对叠层体15a进行加工,形成晶片状的GaN类HEMT15b。如果该加工处理结束,则根据来自输入部34的指令,加工过的叠层体15b被自动地运送到第二信息取得部40并被置位于所需的位置。
在切断部50中,在将加工过的叠层体15b的标识70和该加工过的叠层体15b的不良部的位置坐标信息存储在存储部35中后,加工过的叠层体15b被自动地运送到切断部50并置位于所需的位置。响应这种装配的结束,在切断部50中,沿切割线切断加工过的叠层体15b,单片化成多个芯片。再有,在这种状态下,各芯片被固定在切割线上而不分散。
排除部60从被切断部50单片化的、粘贴在分割胶带上的多个芯片中,用带有小镊子的机械人手臂等来排除处于不良部校核部759中判定为不良部的区域的芯片。具体地说,在排除部60中,在加工过的叠层体15b中,可以读取与SiC基板的缺陷位置有关的位置坐标信息,进行不良芯片的确定和排除。
接着,参照图6至图10,说明使用氮化物半导体元件的制造装置900的氮化物半导体元件的制造方法。
首先,将装载了晶片状的叠层体15a的装载台12置位于摄像元件24的观察开始位置(S1510)。
然后,按与第一实施方式同样的方法,在叠层体15a的GaN层152中照射激励光(S1530)。此时,在照射了激励光的GaN层152的缺陷部分中,与第一实施方式的说明同样地产生发光。再有,作为光源,使用可照射上述的蓝~绿色可见光(波长400~600nm左右)和紫外光的汞灯。
接着,将由第二透镜22成像的来自GaN层152的发光通过摄像元件24变换并取得为第一信息(S1550)。再有,在观察开始位置的第一信息的取得结束后,从控制部751向装载台38自动地输出使装载台12移动的控制信号。根据该控制信号,装载台12被移动到下个测定位置,同样通过摄像元件24取得新的第一信息。重复进行这样的扫描处理,使摄像元件24扫描GaN层152整个面,取得晶片整个面的第一信息。此时,在该第一信息中,除了与从GaN层152发出的光的强度有关的信息以外,还取入与上述标识70有关的信息。
响应第一信息的取得,第一信息接收部33从第一信息取得部65接收第一信息并将其存储在存储部35中(S1570)。
接着,根据来自输入部34的指示,从存储部35读取第一信息,根据该第一信息,识别形成于加工前的叠层体15a中的标识70(S1590)。
接着,根据来自输入部34的指示,根据与识别的标识70对应的叠层体15a的第一信息,进行将大于或等于规定的光强度的区域作为不良部、即缺陷位置来提取的映射处理(S1610)。
接着,根据来自输入部34的指示,使第一识别部753识别的标识70和与该该标识70有关的映射数据相关联并存储在存储部35中(S1630)。
这样,通过将与每个晶片的缺陷位置和无缺陷位置有关的数据作为映射数据来存储和管理,以后可根据需要而随时读取。再有,这里,将识别的标识和与该标识有关的映射数据相关联并存储在存储部35中。但是,将其进行取代,例如,将识别的标识和与该标识有关的第一信息关联存储,在后工序中,对于相应的第一图像数据进行映射处理。或者,根据需要,也可以从存储部35读取映射数据,由输出部36进行图像显示。
然后,根据来自输入部34的指示,将叠层体15a运送到叠层体加工部45,进行氮化物半导体元件的制作。在该元件形成后标识70被某一膜覆盖的情况下,除去覆盖该标识70的膜的部分。这样,形成标识70以可从外部识别的状态保存的GaN类HEMT15b(S1650)。
接着,将加工过的叠层体15b置位于观察开始位置,用于取得该加工过的叠层体15b具有的与标识70有关的第二信息(S1670)。
接着,使摄像元件(未图示)扫描加工过的叠层体15b的整个面,取得加工过的叠层体15b具有的与标识70有关的第二信息(S1690)。
接着,对取得第二信息进行响应,第二信息接收部37从第二信息取得部40接收第二信息并将其存储在存储部35中(S1710)。
接着,根据来自输入部34的指示,从存储部35读取第二信息,识别加工过的叠层体15b具有的标识70(S1730)。
接着,确定加工过的叠层体15b中的GaN层152的不良部的位置、即缺陷位置(S1750)。具体地说,根据来自输入部34的指示,从存储部35读取由第二识别部757识别的标识70和与同一标识70相关联存储的映射数据。然后,根据读取的映射数据,判别加工过的叠层体15b的GaN层152的缺陷位置。这样,可利用叠层体加工前取得的映射数据来确定加工过的叠层体15b状态中的SiC基板的缺陷位置。
接着,将粘贴于分割胶带的加工过的叠层体15b切断为各个切片(例如,芯片)80(S1770)。
接着,将包含由不良部校核部759判定为不良部的区域的芯片用机器人手臂等前端设置的镊子摘取排除(S1790)。
即,可根据预先取得的映射数据来挑出不良的芯片,所以对于切断的各个切片,不需要重新进行可靠性评价检查。
从上述说明可知,根据本发明的实施方式,可以获得与第一实施方式同样的效果。
而且,根据该实施方式,由于可利用在对叠层体进行加工前预先取得的映射数据来确定晶片状的加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,所以不需要在加工后重新进行确定。
因此,在切断该加工过的叠层体而获得的切片中,可以高效率地进行SiC基板中带有不良部的不良切片的挑选。
本发明不限定于上述实施方式。因此,可在任意合适的极端中组合适合的条件,并应用本发明。
例如,作为光源,除了汞灯以外,还可以任意合适地使用氙灯和卤素灯等。
此外,作为氮化物半导体薄膜,说明了使用GaN层的情况,但也可以是包含GaN层、AlGaN层及InGaN层的至少一个的膜。
此外,作为使用氮化物半导体薄膜的氮化物半导体元件,除了HEMT以外,可以任意合适地采用高频/高输出晶体管、蓝色激光及蓝色发光二极管等。
此外,在上述说明中,根据来自输入部的指示进行对加工前叠层体或加工过的叠层体的各处理,但也可以自动地开始。
此外,在上述第四实施方式的说明中,不良部确定部、叠层体加工部、切断部及排除部是经由控制装置进行连接的结构,但对它们没有任何限定。因此,例如,也可以将叠层体加工部、切断部和排除部与控制装置分离,作为单独的装置来设置。这种情况下,控制装置获得的所需信息临时存储在规定的存储部中,通过该存储部,叠层体加工部、切断部和排除部可利用这些信息。
此外,在上述第四实施方式中,通过对叠层体整个面进行加工,利用在加工叠层体前取得的映射数据来确定获得的加工过的叠层体的SiC基板的不良部的位置,从而排除带有不良部的不良的切片。
但是,例如,利用该映射数据,仅对不包含不良部的SiC基板部分进行相对于叠层体的加工,在切断叠层体后,排除包含加工过的叠层体的切片以外的切片就可以。

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本发明提供一种基板检查方法、基板检查装置、氮化物半导体元件的制造方法及氮化物半导体元件的制造装置。其中的基板检查方法用于确定碳化硅基板的缺陷区域。其中,将碳化硅基板放置在载物台(12)上,对构成叠层体(15a)的碳化硅基板(151)上的GaN层(152)照射激励光时,从该GaN层中碳化硅基板的结构缺陷部分产生发光。通过利用这种发光现象,可以检测碳化硅基板的不良部的位置。 。

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