碳化硅多型体定量检测方法、装置及系统与流程

本技术涉及半导体，特别是涉及一种碳化硅多型体定量检测方法、装置及系统。

背景技术：

1、碳化硅（sic）作为第三代半导体核心材料，在高压、大功率器件及高频应用中具有关键地位。其中，4h-sic（六方晶系碳化硅）因其优异的电学特性成为主流衬底材料，而3c-sic（立方晶系碳化硅）则展现出低界面态密度和高沟道迁移率的优势。通过在4h-sic衬底上异质外延生长3c-sic，可整合两者性能，形成理想的功能性外延结构，从而拓展sic器件在场效应管等领域的应用潜力。

2、然而，该异质外延过程常因生长条件、衬底质量、动力学和热力学等因素，导致在外延层中形成3c-sic与4h-sic多型夹杂的现象，且两者空间分布不均匀。为表征此类异质外延结构的成分与质量，目前主要依赖透射电子显微镜（transmission electronmicroscope，tem）、x射线衍射（x-ray diffraction analysis，xrd）及单点拉曼光谱等技术。tem技术虽具备纳米级空间分辨率，但制样复杂，属破坏性分析，且难以实现大面积统计。xrd技术可提供宏观晶体结构信息，但无法反映成分的空间分布。常规拉曼光谱仅能获取局部单点数据，无法表征异质外延结构中3c-sic与4h-sic共存及其分布不均匀的特征。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术手段难以准确评估异质外延结构中多型夹杂的空间分布规律的技术问题，提供一种碳化硅多型体定量检测方法、装置及系统。

2、第一方面，本技术提供了一种碳化硅多型体定量检测方法，所述方法包括：

3、获取对待测样品进行拉曼面扫描得到的拉曼成像数据，所述待测样品包括叠设的基底层与目标检测层，所述基底层采用第一晶型的碳化硅材料制得，所述目标检测层采用第二晶型的碳化硅材料制得；

4、从所述拉曼成像数据中，分离得到所述目标检测层的目标拉曼成像数据，所述目标拉曼成像数据包括多个像素点的目标拉曼光谱数据；

5、基于各所述像素点的目标拉曼光谱数据进行特征峰拟合，获得各所述像素点的目标峰函数，所述目标峰函数包含所述第一晶型的特征峰以及所述第二晶型的特征峰；

6、根据各所述像素点的目标峰函数中，所述第一晶型的特征峰的强度以及所述第二晶型的特征峰的强度进行定量比例转换，获得所述目标检测层中所述第二晶型对应的成分比例数据。

7、在其中一个实施例中，基于所述像素点的目标拉曼光谱数据进行特征峰拟合，获得所述像素点的目标峰函数，包括：

8、将所述像素点的目标拉曼光谱数据代入预设总拟合函数，对所述预设总拟合函数的待拟合峰参数进行迭代拟合，确定目标峰参数，以构建得到所述像素点的目标峰函数；

9、所述预设总拟合函数包括所述第一晶型的第一峰函数与所述第二晶型的第二峰函数，所述待拟合峰参数包括所述第一峰函数的峰参数、以及所述第二峰函数的峰参数。

10、在其中一个实施例中，所述峰参数包括特征峰半高宽，所述第一峰函数的特征峰半高宽与所述第二峰函数的特征峰半高宽的比值满足预设比值范围，以使所述第一峰函数的特征峰半高宽、与所述第二峰函数的特征峰半高宽近似相等。

11、在其中一个实施例中，所述预设总拟合函数的构建过程包括：

12、确定所述第一峰函数的特征峰位与初始峰参数，以及确定所述第二峰函数的特征峰位与初始峰参数；

13、基于所述第一峰函数的特征峰位与初始峰参数以第一预设峰函数形式构建所述第一峰函数，基于所述第二峰函数的特征峰位与初始峰参数以第二预设峰函数形式构建所述第二峰函数；

14、将所述第一峰函数与所述第二峰函数进行线性叠加，获得所述预设总拟合函数。

15、在其中一个实施例中，所述根据各所述像素点的目标峰函数中，所述第一晶型的特征峰的强度以及所述第二晶型的特征峰的强度进行定量比例转换，获得所述目标检测层中所述第二晶型对应的成分比例数据，包括：

16、提取各所述像素点的目标峰函数中的第一积分强度与第二积分强度，所述第一积分强度表征所述第一晶型的特征峰的强度，所述第二积分强度表征所述第二晶型的特征峰的强度；

17、基于所述第一积分强度与所述第二积分强度进行定量比例转换，获得各所述像素点的所述第二晶型对应的成分比例数据；

18、将各所述像素点的所述第二晶型对应的成分比例数据，以各所述像素点在所述目标检测层的坐标数据进行汇总处理，获得所述目标检测层中所述第二晶型对应的成分比例数据。

19、在其中一个实施例中，所述基于所述第一积分强度与所述第二积分强度进行定量比例转换，获得所述像素点的所述第二晶型对应的成分比例数据，包括：

20、获取所述第一积分强度和所述第二积分强度的和值，作为积分强度和值；

21、将所述第二积分强度与所述积分强度和值的比值，作为所述像素点的所述第二晶型对应的成分比例数据。

22、在其中一个实施例中，所述获取所述第一积分强度和所述第二积分强度的和值，作为积分强度和值，包括：

23、将所述第一积分强度与积分强度校准系数的乘积，作为校准后的第一积分强度；

24、获取所述校准后的第一积分强度和所述第二积分强度的和值，作为积分强度和值。

25、第二方面，本技术提供了一种碳化硅多型体定量检测装置，所述装置包括：

26、成像数据获取模块，用于获取对待测样品进行拉曼面扫描得到的拉曼成像数据，所述待测样品包括叠设的基底层与所述目标检测层，所述基底层采用第一晶型的碳化硅材料制得，所述目标检测层采用第二晶型的碳化硅材料制得；

27、成像数据分离模块，用于从所述拉曼成像数据中，分离得到所述目标检测层的目标拉曼成像数据，所述目标拉曼成像数据包括多个像素点的目标拉曼光谱数据；

28、特征峰拟合模块，用于基于各所述像素点的目标拉曼光谱数据进行特征峰拟合，获得各所述像素点的目标峰函数，所述目标峰函数包含所述第一晶型的特征峰以及所述第二晶型的特征峰；

29、定量比例转换模块，用于根据各所述像素点的目标峰函数中，所述第一晶型的特征峰的强度以及所述第二晶型的特征峰的强度进行定量比例转换，获得所述目标检测层中所述第二晶型对应的成分比例数据。

30、第三方面，本技术提供了一种碳化硅多型体定量检测系统，包括拉曼光谱仪、位移平台以及控制装置，所述控制装置与所述拉曼光谱仪以及所述位移平台连接；

31、所述控制装置用于控制所述位移平台带动所述待测样品或所述拉曼光谱仪移动，结合控制所述拉曼光谱仪对所述待测样品进行拉曼光谱数据采集，实现对所述待测样品的拉曼面扫描；

32、所述控制装置还用于根据上述的方法实现对所述待测样品的碳化硅多型体定量检测。

33、在其中一个实施例中，所述拉曼光谱仪为共聚焦拉曼光谱仪，所述共聚焦拉曼光谱仪包括固态激光器、显微装置以及探测装置。

34、上述碳化硅多型体定量检测方法、装置及系统，针对包括叠设有基底层与目标检测层的待测样品，通过拉曼面扫描技术进行拉曼成像，再基于扣除基底层的拉曼成像数据进行特征峰拟合，获得各像素点的目标峰函数。最后根据各像素点的目标峰函数中，第一晶型的特征峰的强度以及第二晶型的特征峰的强度进行定量比例转换，获得目标检测层中第二晶型对应的成分比例数据，清晰反映晶型混杂的层内成分空间分布情况，十分适用于表征异质外延结构中3c-sic与4h-sic共存及其分布不均匀的特征，为碳化硅器件的制备质量控制提供了精准、高效的检测手段。上述方式远优于传统的xrd检测方法，且检测过程为非破坏性检测，不会对样品造成损伤。