离子富集的外延结构及其制备方法、缺陷检测方法及系统与流程

本发明涉及外延结构及其缺陷检测，尤其涉及的是一种离子富集的外延结构及其制备方法、缺陷检测方法及系统。

背景技术：

1、目前led制造中的缺陷检测主要依赖于传统的光致发光或电致发光检测。这些方法在面对微米级芯片时，存在信噪比低的缺陷：传统光致发光检测对于深层次、纳米尺度的潜在缺陷（如位错、点缺陷）灵敏度不足，缺陷信号易被背景噪声淹没，对比度差，导致不能实现缺陷的充分检测。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种离子富集的外延结构及其制备方法、缺陷检测方法及系统，旨在解决外延结构的缺陷无法充分检测的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种离子富集的外延结构的制备方法，其中，其包括：

4、提供衬底；

5、在所述衬底上制备n型半导体层，并将携带有掺杂离子的载气斜向喷射至所述n型半导体层的生长表面，得到掺杂半导体层；

6、在所述掺杂半导体层上依次制备发光层、p型半导体层及应力膜，得到外延结构；

7、对所述外延结构进行退火处理，得到离子富集的外延结构；其中，在所述退火处理过程中，所述应力膜形成局部应力场，以使所述掺杂离子沿晶体缺陷通道定向迁移富集。

8、可选的，所述斜向喷射的角度为30°~60°。

9、可选的，所述掺杂离子包括稀土金属离子、过渡金属离子中的至少一种。

10、可选的，所述稀土金属离子包括eu离子；

11、所述携带有掺杂离子的载气以eu(tmhd)3为前驱体，加热升华后混入载气，并通过质量流量控制器输送。

12、可选的，所述退火处理的气氛包括氮气或氩气中的至少一种，所述退火处理的温度为700℃~900℃，所述退火处理的时间为1min~10min。

13、可选的，所述应力膜与所述p型半导体层存在晶格失配；所述应力膜包括aln膜、zno膜、sinx膜中的至少一种；和/或

14、所述p型半导体层包括：电子阻挡层和缓冲层；所述电子阻挡层包括p型algan层，所述缓冲层包括p型gan层；和/或

15、所述n型半导体层包括：n型gan层，所述发光层包括多个ingan层和多个gan层，所述ingan层和所述gan层交替堆叠。

16、一种离子富集的外延结构，其中，包括：依次堆叠设置的衬底、掺杂半导体层、发光层、p型半导体层及应力膜；

17、其中，所述掺杂半导体层采用携带有掺杂离子的载气斜向喷射至n型半导体层的生长表面得到；

18、所述应力膜被配置为在退火处理过程中形成局部应力场，以使所述掺杂离子沿晶体缺陷通道定向迁移富集。

19、可选的，所述斜向喷射的角度为30°~60°；和/或

20、所述掺杂离子包括稀土金属离子、过渡金属离子中的至少一种；和/或

21、所述退火处理的气氛包括氮气或氩气中的至少一种，所述退火处理的温度为700℃~900℃，所述退火处理的时间为1min~10min；和/或

22、所述应力膜与所述p型半导体层存在晶格失配；所述应力膜包括aln膜、zno膜、sinx膜中的至少一种；和/或

23、所述p型半导体层包括：电子阻挡层和缓冲层；所述电子阻挡层包括p型algan层，所述缓冲层包括p型gan层；和/或

24、所述n型半导体层包括：n型gan层，所述发光层包括多个ingan层和多个gan层，所述ingan层和所述gan层交替堆叠。

25、一种离子富集的外延结构的缺陷检测方法，其中，包括如下步骤：

26、提供如时任意一项制备方法得到的离子富集的外延结构，或如上任意一项所述的离子富集的外延结构；

27、采用激光斜向照射所述离子富集的外延结构，以激发掺杂离子并发出光线；其中，所述斜向照射的角度与斜向喷射的角度匹配，所述激光的波长根据所述掺杂离子确定；

28、探测所述光线，并确定所述离子富集的外延结构的晶体缺陷。

29、可选的，所述光线通过滤光片后，被光谱探测器探测；所述光谱探测器的朝向与斜向喷射的角度匹配；所述滤光片的滤光波长根据所述掺杂离子确定。

30、一种离子富集的外延结构的缺陷检测系统，其中，包括：

31、激光源，所述激光源被配置为斜向照射如上任意一项制备方法得到的离子富集的外延结构，或如上任意一项所述的离子富集的外延结构，以激发掺杂离子并发出光线；其中，所述斜向照射的角度与斜向喷射的角度匹配，所述激光源发出的激光的波长根据所述掺杂离子确定；

32、光谱探测器，所述光谱探测器被配置为探测所述光线，并确定所述离子富集的外延结构的晶体缺陷；其中，所述光谱探测器的朝向与斜向喷射的角度匹配。

33、可选的，所述离子富集的外延结构的缺陷检测系统还包括：

34、滤光片，位于所述离子富集的外延结构和所述光谱探测器之间；

35、其中，所述滤光片的滤光波长根据所述掺杂离子确定。

36、在本发明中，在退火过程中，通过应力膜形成应力场，驱动n型半导体层中的掺杂离子迁移，并在缺陷核心区富集。晶体缺陷越多或越大，掺杂离子越集中，即富集程度越明显。晶体缺陷越小或越少，掺杂离子越分散，即富集程度越不明显。通过探测掺杂离子的富集程度，确定晶体缺陷的存在以及晶体缺陷的数量和尺寸。通过将掺杂离子富集于缺陷处，提高了信噪比和对比度，便于实现缺陷的充分检测。

1.一种离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，所述斜向喷射的角度为30°~60°。

3.根据权利要求1所述的离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂离子包括稀土金属离子、过渡金属离子中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，所述稀土金属离子包括eu离子；

5.根据权利要求1~4任意一项所述的离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，所述退火处理的气氛包括氮气或氩气中的至少一种，所述退火处理的温度为700℃~900℃，所述退火处理的时间为1min~10min。

6.根据权利要求1~4任意一项所述的离子富集的外延结构的制备方法，其特征在于，所述应力膜与所述p型半导体层存在晶格失配；所述应力膜包括aln膜、zno膜、sinx膜中的至少一种；和/或

7.一种离子富集的外延结构，其特征在于，包括：依次堆叠设置的衬底、掺杂半导体层、发光层、p型半导体层及应力膜；

8.根据权利要求7所述的离子富集的外延结构，其特征在于，所述斜向喷射的角度为30°~60°；和/或

9.一种离子富集的外延结构的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的离子富集的外延结构的缺陷检测方法，其特征在于，所述光线通过滤光片后，被光谱探测器探测；所述光谱探测器的朝向与斜向喷射的角度匹配；所述滤光片的滤光波长根据所述掺杂离子确定。

11.一种离子富集的外延结构的缺陷检测系统，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的离子富集的外延结构的缺陷检测系统，其特征在于，所述离子富集的外延结构的缺陷检测系统还包括：