CN111883450B - 一种提高氮化镓器件良品率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高氮化镓器件良品率的方法，具体包括如下步骤：步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，从而获得整个衬底的应力分布情况：步骤2，对孔晕光学边沿进行判断，并根据孔晕光学边沿找到所有孔晕；步骤3，通过抽样选取孔晕，并采用拟合的方法得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：步骤4，确定所有孔晕的不良区。本发明能够在不破坏材料的前提下，根据孔晕缺陷周围应力规律判断出该缺陷的有效影响范围，进而在后续工艺中有效的避让这些区域，达到提高器件制备良品率的目的。
Description
技术领域
本发明属于半导体生产加工技术领域，涉及一种提高氮化镓器件良品率的方法。
背景技术
氮化镓衬底制备过程中，表面经常会出现V形坑缺陷，多项研究表明，这些缺陷会成为潜在的漏电通道，严重影响器件制备的良品率。V形坑缺陷的出现，与氮化镓本身的晶体结构有关，是当前氮化镓制备过程中普遍出现的氮化镓材料所特有的缺陷问题。常规的半导体制备工艺和检测手段不能有效的规避其对器件的影响，因此有必要提出一种针对性的方法。
氮化镓材料在制造的过程中，都要进行外延级别的表面抛光处理，该处理包含了机械打磨和化学腐蚀。经过表面处理后，材料表面已经平整，V形坑缺陷会转化为“孔晕”(或称坑晕，国际上术语定义为“halo”)。研究表明，晕附近虽然已经基本平整，然而其电学性质仍然不同于材料正常区域，仍然会导致器件的漏电问题，这对于氮化镓器件的制备，尤其是垂直型功率器件的制备是致命问题，必须指认出其有效影响范围(下文简称为“不良区”)，才能在器件单元制作中，尽可能的避开其带来的漏电流等不良影响，以提高器件良品率。
目前对V形坑缺陷比较有效的检测手段主要是利用扫描电子显微镜、光学显微镜、阴极发光显微镜和电致发光谱测试等手段。然而上述检测手段在检测和指认抛光片上的孔晕时，均存在一定的局限性。由于孔晕是V形坑经过外延级别的表面抛光处理所演变而成，因此其表面已经平坦，在扫描电子显微镜下无法分辨。在光学显微镜下，孔晕附近的光学折射反差往往很小，其有效影响范围难以被分辨，因此不适合半导体器件生产加工需求。阴极发光显微镜能够利用孔晕附近电学性质上的差异，能够检测出其有效影响范围，然而该法需要使用高能电子束轰击材料，对检测样品表面具有一定的破坏性，同样不适用于实际生产中对氮化镓衬底片的检测。电致发光谱也能够检测出孔晕附近电学性质上的差异，然而该法需要对材料表面制备电极，故不适合用于在实际生产中对材料进行检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高氮化镓器件良品率的方法，采用该方法能够在不破坏材料的前提下，根据孔晕缺陷周围应力规律判断出该缺陷的有效影响范围，进而在后续工艺中有效的避让这些区域，达到提高器件制备良品率的目的。
本发明所采用的技术方案是，一种提高氮化镓器件良品率的方法，具体包括如下步骤：
步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，从而获得整个衬底的应力分布情况：
步骤2，对孔晕光学边沿进行判断，并根据孔晕光学边沿找到所有孔晕；
步骤3，通过抽样选取孔晕，并采用拟合的方法得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：
步骤4，确定所有孔晕的不良区。
本发明的特点还在于，
步骤1的具体过程为：
步骤1.1，设衬底片的长定位边与视平线平行，将衬底片的边沿弧线与长定位边的左侧交点定义为直角坐标系的原点O，与长定位边平行的方向定义为x方向，与长定位边垂直的方向定义为y方向；
步骤1.2，在半径为R的衬底片上沿x、y方向均匀划分，形成N×N个网格，相邻两个格点的间距s＝2R/N；用i和j分别代表每个格点在x和y方向上的序号，i＝1，2，……，N，j＝1，2，……，N；
步骤1.3，将拉曼测试仪发出的激光聚焦在衬底的上表面，在每个格点处进行拉曼光谱测量，得到每个格点的拉曼A1(LO)模式对应的峰值个数Wij；并得到每个格点的拉曼E2模式对应的谱线值；
步骤1.4，用步骤1.3得到的每个格点的拉曼E2模式对应的谱线值，减去理想化的无应力氮化镓拉曼谱线值Fsd后，得到每个格点的拉曼频移差Fij；因为拉曼频移差与应力呈现线性关系，所以衬底表面的应力分布情况，可以用整个衬底全部格点的拉曼频移差数据来表征。
步骤2的具体步骤为：
步骤2.1，根据步骤1.3得到的Fij，从x方向和y方向分别搜索应力的局部极大值，并记录x方向和y方向的局部极大值所在的格点位置信息；
步骤2.2，根据A1(LO)模式峰值个数信息Wij，判断步骤2.1所得具有局部极大值特征的格点，是否为孔晕的光学边沿；
步骤2.3，根据步骤2.2判断出的孔晕的光学边沿，找出衬底上所有孔晕。
步骤2.2中判断孔晕的光学边沿的具体方法为：
如果格点的拉曼A1(LO)模式仅出现一个峰，即峰值个数Wij＝1时，则这个具有局部极大值特征的格点被记录为孔晕的光学边沿格点；否则该格点一定不是孔晕的光学边沿格点。
步骤2.3的具体过程为：如果光学边沿格点能围成一个闭合区域，则该闭合区域被判定为一个孔晕，记录这个孔晕对应的所有光学边沿格点坐标信息。
步骤3的具体过程为：
步骤3.1，抽样选择一个孔晕，在这个孔晕的右侧光学边沿上抽样选择一个格点，命名为P格点，将P格点的拉曼频移差记作FP；从P格点出发向x正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式，如下公式(1)所示：
式中，dx是在x方向上距离P点的长度，F0x代表P格点附近x方向的相对背景应力，Dx代表整个衬底在x方向上的应力指数衰减特征长度；
从P格点出发向y正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式，如下公式(2)所示：
式中，dy是在y方向上距离P点的长度，F0y代表P格点附近y方向的相对背景应力，Dy代表整个衬底在y方向上的应力指数衰减特征长度；
步骤3.2，由P格点及P格点周边的格点数据，拟合得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数Dx和Dy，具体为：
从P格点出发，沿x正方向选择与P点相邻的k个格点，将这k个格点在步骤1.3实测所得拉曼频移差Fij代入公式(1)，用最小二乘法拟合出公式(1)里的F0x和Dx；k大于4；
从P格点出发，沿y正方向选择与P点相邻的k个格点，将k个格点在步骤1.3实测所得数据拉曼频移差Fij代入公式(2)，用最小二乘法拟合出公式(2)里的F0y和Dy；k大于4。
步骤4的具体过程为：
步骤4.1，先将所有格点的质量属性初始化为“合格格点”；衬底晶圆边缘并非正方形，因此有落在衬底晶圆边缘之外的格点，将这些格点的质量属性标记为“不良点”；将孔晕光学边沿格点的质量属性标记为“不良格点”；将每个孔晕内部格点的质量属性标记为“不良格点”；。
步骤4.2，根据孔晕应力残余比，找出孔晕的周围不良格点，具体为：
定义孔晕应力残余比为：在排除了衬底背景应力的前提下，周边受孔晕缺陷影响产生的应力与孔晕光学边沿处应力之比，因此在x和y方向上孔晕应力残余比的定义式分别为
公式(3)、(4)中，αx为x方向上的应力残余比，αy为y方向上的应力残余比，dx、dy分别是在x、y方向上距离P点的长度，FP为孔晕缺陷光学边沿取任一点P的应力值，F0x、F0y分别代表P格点附近x、y方向的相对背景应力；根据公式(1)～(4)可知在x和y方向上孔晕应力残余比的计算式分别为
公式(5)、(6)中，Dx、Dy分别代表整个衬底在x、y方向上的应力指数衰减特征长度；由公式(5)和(6)可以看出，应力残余比完全取决于应力指数衰减特征长度，因此可以直接以整数Q倍的应力指数衰减特征长度为应力残余比衡量尺度，在孔晕周边划定孔晕有效影响作用范围，具体操作方式是：
分别将QDx/s和QDy/s按向上舍入原则取整，得到正整数Bx、By，对每一个孔晕光学边沿格点，把x方向的上下相邻的Bx个格点的质量属性标记为“不良格点”，把y方向的上下相邻的By个格点的质量属性标记为“不良格点”；
步骤4.3，重复步骤4.2，直至对所有孔晕完成孔晕周围不良格点标记，每个不良格点相邻的四个网格所占区域被认定为不良区。
本发明的有益效果是，本发明在大量实验研究的基础上，发现了孔晕缺陷周围拉曼光谱随距离的谱移偏移值的exp指数衰减变化规律，由此提出了本发明的基于拉曼光谱快速推算孔晕缺陷不良影响作用范围的方法，由此优化划片方案，利用光刻版和衬底相对位置的调节，使受孔晕缺陷不良范围影响的光刻阵列单元个数最少，实现提高该衬底的划片后的裸片良品率。与其它测算方法相比，本发明的方法优势在于：1)拉曼光谱测量过程对衬底无损伤、空间分辨率高；2)利用了抽样原理估算衬底片指数衰减特征长度，有利于提高计算速度；3)考虑了半导体各向异性的特点，使用了在衬底平面的两个维度上分别拟合的方案，有利于提高测算精度；4)操作程式化，有利于实现自动化检测。
附图说明
图1是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中建立的直角坐标系示意图；
图2是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中对某点进行拉曼光谱测试的典型谱线图；
图3是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中孔晕附近应力随距离呈现指数衰减规律的典型测试结果图；
图4是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中A1(LO)模式的典型单峰和双峰的峰形图；
图5是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中四个光刻单元受孔晕缺陷影响的示意图；
图6是本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法中光刻版图与衬底之间相对位置进行优化后与图5相比受到孔晕缺陷影响的单元个数变少的有效结果示意图。
图中，1.孔晕缺陷有效影响作用区域，2.氮化镓衬底，3.光刻版图，4.光刻版图上的一个单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明通过大量实验研究发现了氮化镓表面孔晕缺陷周边拉曼光谱谱线偏移变化是呈现指数衰减规律的，并利用此规律提出了基于拉曼光谱检测判断孔晕缺陷对周边有效影响范围的方法。因为拉曼光谱检测作为一种非接触式检测手段，无需特殊制样，且空间分辨率高、测试速度快，所以该方法适合用来对氮化镓衬底晶圆进行批量检测。
本发明一种提高氮化镓器件良品率的方法基于的物理原理是：业内公认对氮化镓晶体而言，拉曼谱线E2模式频率偏移量与材料表面的应力呈现线性关系，且拉曼谱线A1(LO)模式信息能够反映生长相变；光学差异出现在相变位置，所以称相变处为孔晕的光学边沿；本发明申请人新研究发现孔晕附近应力是以exp指数规律衰减的，且光学边沿具有两个特征：该位置的应力是附近局部极大值，且该位置的拉曼A1(LO)模式仅表现出一个峰值。综上，可以程式化标定出衬底上受孔晕缺陷影响的不良区。
一种提高氮化镓器件良品率的方法，具体包括如下步骤：
步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，以得到整个衬底的应力分布信息：
步骤1.1，将衬底片的长定位边设为与视平线平行，将衬底片的边沿弧线与长定位边的左侧交点定义为直角坐标系的原点O，与长定位边平行的方向定义为x方向，与长定位边垂直的方向定义为y方向；
步骤1.2，在半径为R的衬底片上沿x、y方向均匀划分，形成N×N个网格，相邻两个格点的间距s＝2R/N；用i和j分别代表格点在x和y方向上的序号，i＝1，2，……，N，j＝1，2，……，N；
步骤1.3，将拉曼测试仪发出的激光聚焦在衬底的上表面，在每个格点处进行拉曼光谱测量，得到每个格点的拉曼A1(LO)模式对应的峰值个数Wij，并得到每个格点的拉曼E2模式对应的谱线值，减去理想化的无应力氮化镓拉曼谱线值Fsd后，得到每个格点的拉曼频移差Fij；因为拉曼频移差与应力呈现线性关系，所以衬底表面的应力分布情况，可以用整个衬底全部格点的拉曼频移差数据来表征；
步骤2，通过判断孔晕光学边沿，找到所有孔晕；
步骤2.1，根据步骤1.3所测算得到的Fij数据，从x方向和y方向分别搜索应力的局部极大值，记录这些局部极大值所在的格点位置信息；
步骤2.2，根据A1(LO)模式峰值个数信息Wij，判断步骤2.1所得具有局部极大值特征的格点，是否真的是孔晕的光学边沿，具体判断操作是：如果格点的拉曼A1(LO)模式仅出现一个峰，即峰值个数Wij＝1时，则这个具有局部极大值特征的格点被记录为孔晕的光学边沿格点；否则该格点一定不是孔晕的光学边沿格点；
步骤2.3，找出衬底上所有孔晕，具体操作是：如果光学边沿格点能围成一个闭合区域，则该闭合区域被判定为一个孔晕，记录这个孔晕对应的所有光学边沿格点坐标信息；
步骤3，通过抽样和拟合，测算出衬底的孔晕应力指数衰减特征长度：
步骤3.1，抽样选择一个孔晕，在这个孔晕的右侧光学边沿上抽样选择一个格点，命名为P格点，由步骤1.3知P格点的拉曼频移差，记作FP；从P格点出发向x正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式
式中dx是在x方向上距离P点的长度，F0x代表P格点附近x方向的相对背景应力，Dx代表整个衬底在x方向上的应力指数衰减特征长度；从P格点出发向y正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式
式中dy是在y方向上距离P点的长度，F0y代表P格点附近y方向的相对背景应力，Dy代表整个衬底在y方向上的应力指数衰减特征长度；
步骤3.2，由P格点及P格点周边的格点数据，拟合得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：
从P格点出发，沿x正方向选择与P点相邻的k个格点，将这k个格点在步骤1.3实测所得Fij代入公式(1)，用最小二乘法拟合出公式(1)里的F0x和Dx；k应大于4；
从P格点出发，沿y正方向选择与P点相邻的k个格点，将k个格点在步骤1.3实测所得Fij代入公式(2)，用最小二乘法拟合出公式(2)里的F0y和Dy；k应大于4；
步骤4，找出所有孔晕的不良区
步骤4.1，先将所有格点的质量属性初始化为“合格格点”；衬底晶圆边缘并非正方形，因此有落在衬底晶圆边缘之外的格点，将这些格点的质量属性标记为“不良点”；将孔晕光学边沿格点的质量属性标记为“不良格点”；将每个孔晕内部格点的质量属性标记为“不良格点”；。
步骤4.2，根据孔晕应力残余比，找出孔晕的周围不良格点，具体实施为
定义孔晕应力残余比为：在排除了衬底背景应力的前提下，周边受孔晕缺陷影响产生的应力与孔晕光学边沿处应力之比，因此在x和y方向上孔晕应力残余比的定义式分别为
式中dx、dy分别是在x、y方向上距离P点的长度，FP为孔晕缺陷光学边沿取任一点P的应力值，F0x、F0y分别代表P格点附近x、y方向的相对背景应力。根据公式(1)～(4)可知在x和y方向上孔晕应力残余比的计算式分别为
式中Dx、Dy分别代表整个衬底在x、y方向上的应力指数衰减特征长度；由公式(5)和(6)可以看出，应力残余比完全取决于应力指数衰减特征长度，例如dx＝3Dx意味着在x方向上应力残余比为exp(-3)，约为5％，因此可以直接以整数Q倍的应力指数衰减特征长度为应力残余比衡量尺度，在孔晕周边划定孔晕有效影响作用范围，具体操作方式是：
分别将QDx/s和QDy/s按向上舍入原则取整，得到正整数Bx(Bx为QDx/s取整后的值、By(By为QDy/s取整后的值)；对每一个孔晕光学边沿格点，把x方向的上下相邻的Bx个格点的质量属性标记为“不良格点”，把y方向的上下相邻的By个格点的质量属性标记为“不良格点”；
步骤4.3，重复步骤4.2，直至对所有孔晕完成孔晕周围不良格点标记，每个不良格点相邻的四个网格所占区域被认定为不良区；
基于本发明所得的衬底不良区信息，优化光刻提高器件良品率的操作是：
设光刻机上光刻版图中心点与衬底片中心点在xy平面的偏差量为Δa、Δb，光刻版图中心对称轴与衬底片中心对称轴的角度偏差量为Δθ，即光刻版图与衬底之间有一组可调的偏差参数(Δa，Δb，Δθ)；根据实际所用光刻版图的单元布局参数，以划片后器件裸片的不良个数最少为优化目标，计算出一组最优偏移参数，输入给光刻机设备，以提高器件良品率。
实施例
步骤1.1，将待检测的纤锌矿氮化镓衬底，放置在电动平台上。将衬底片的长定位边设为与视平线平行，将衬底片的边沿弧线与长定位边的左侧交点定义为直角坐标系的原点O，与长定位边平行的方向定义为x方向，与长定位边垂直的方向定义为y方向；图1表示了建立坐标系的方法，其原点位于晶元上的长定位边的端点，x和y方向分别平行于长定位边和短定位边。
步骤1.2，在步骤1.1所建立的坐标系内，以10μm的间距进行均匀划分，形成网格。分别用i和j分别代表格点在x和y方向上的序号，i＝1，2，……，N，j＝1，2，……，N；
步骤1.3对步骤1.2所形成的所有网格格点进行拉曼光谱测试。测试所使用的仪器为Horiba公司生产的Jobin Yvon LavRam HR800型号拉曼光谱仪，配备有波长为532nm的半导体激光器作为光源，在室温下采用背散射几何配置进行实验，激发光入射方向垂直于样品表面，平行于氮化镓的c轴。从原点O处开始，对材料表面进行拉曼光谱测试，控制电动平台移动样品，依次对所有的格点进行测试。图2展示了对材料表面某点进行拉曼光谱测试所得到的典型谱线结果，该图的纵坐标表示拉曼散射的强度，横坐标表示拉曼散射的频率偏移值，E2模式和A1(LO)模式所对应的峰分别被标记出来。
步骤1.4将步骤1.3中所得到光谱信息记录下来。分别将每个格点所得到的拉曼光谱中的A1(LO)模式和E2模式信息记录下来，其中A1(LO)模式的信息为峰的数量Wij，然后将E2模式在进行洛伦兹线型拟合后与标准无应力氮化镓标准值567cm-1做差，得到各个格点的拉曼频移差Fij。上述数据均按照对应格点的坐标有序的保存起来。图3展示了氮化镓衬底材料表面某处的拉曼频移差随距离的变化情况，该图的横坐标表示距离某测试起点的距离，纵坐标为拉曼频移差值，可以看到随着远离测试起点，拉曼频移差值逐渐变小即材料表面的应力逐渐变小。
步骤2.1根据步骤1.4所记录的数据中的拉曼频移差Fij，从x方向和y方向分别搜索应力的局部极大值，记录这些局部极大值所在的格点位置信息。
步骤2.2对步骤2.1所找到的所有拉曼频移差Fij极大值点进行判断，若其对应的A1(LO)模式的信息为峰的数量Wij＝1，则该点为孔晕缺陷的光学边沿格点；若其对应的A1(LO)模式的信息为峰的数量Wij＝2，则该点为正常点。图4展示了氮化镓衬底材料表面某处的A1(LO)模式信息，其中实线为某测试起点的情况，双划点线、点线和点划线分别表示了距离测试起点100μm、200μm和300μm的情况。可以看出，测试起点处A1(LO)模式的信息为峰的数量Wij＝1，而其他三个位置的A1(LO)模式的信息为峰的数量Wij＝2。
步骤2.3对步骤2.2中所记录的所有孔晕缺陷的光学边沿格点进行处理，如果若干个该种格点能够组成一个封闭的区域，则该区域就被视为一个孔晕，具体应用的是二值图像求连通域的算法。将衬底上找到的所有孔晕的坐标范围都记录下来。
步骤3.1随机选择步骤2.3中所得的孔晕中的一个，在这个孔晕的右侧光学边沿上抽样选择一个格点，命名为P格点，由步骤1.3知P格点的拉曼频移差，记作Fp；从P格点出发向x正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式
式中dx是在x方向上距离P点的长度，F0x代表P格点附近x方向的相对背景应力，Dx代表整个衬底在x方向上的应力指数衰减特征长度；从P格点出发向y正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式
式中dy是在y方向上距离P点的长度，F0y代表P格点附近y方向的相对背景应力，Dy代表整个衬底在y方向上的应力指数衰减特征长度；
步骤3.2由P格点及P格点周边的格点数据，拟合得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数：
从P格点出发，沿x正方向选择与P点相邻的8个格点，将这8个格点在步骤1.3实测所得Fij代入公式(1)，用最小二乘法拟合出公式(1)里的F0x和Dx；
从P格点出发，沿y正方向选择与P点相邻的8个格点，将这8个格点在步骤1.3实测所得Fij代入公式(2)，用最小二乘法拟合出公式(2)里的F0y和Dy；
步骤4.1对所有格点进行属性初始化。令步骤2.3中所得到的孔晕坐标范围内的点的质量属性为“不良格点”，令落在衬底范围外的格点质量属性为“不良格点”，令其他的点，也就是落在衬底范围内且不是孔晕坐标范围内的点的质量属性为“合格格点”
步骤4.2确定孔晕缺陷影响区域。对于各个孔晕，步骤3.2中均得到了各自在x，y方向上的孔晕应力指数衰减特征常数Dx和Dy。选Q＝5，因此孔晕影响区域外的残存应力不到光学边沿处的1％。
步骤4.3按照步骤4.2中所确定的影响长度，在每个孔晕光学边沿格点，沿着向孔晕外的方向，分别在x和y方向上延伸5Dx和5Dy距离，该距离内的格点属性均设置为“不良格点”。
步骤4.4将所有包含“不良格点”的网格均记录为不良区，即每个“不良格点”均令其周围的四个网格为不良区。
步骤5.1把衬底放置在光刻机的衬底托盘上，将光刻版放置在光刻版托盘上。无刻意偏移优化时，效果如图5所示，可以看出本该有居中的4个单元是良品(良品率为100％)，但是因为孔晕缺陷不良区域影响了其中2个单元，即器件良品率为50％。
图5中1为孔晕缺陷有效影响作用区域(即为不良区)，2为氮化镓衬底，3为光刻版图，4为光刻版图上的一个单元。
步骤5.2，通过调节光刻版托盘在水平和垂直方向进行平移，令受到不良区域的单元数减少。图6显示了平移后的情况，可以看出本该有居中的6个单元是良品(良品率为100％)，因为孔晕缺陷不良区域仅影响了其中1个单元，即器件良品率为83％。
Claims (3)
1.一种提高氮化镓器件良品率的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，在衬底表面划分格点，在每一个格点位置上进行拉曼光谱测量，从而获得整个衬底的应力分布情况：
所述步骤1的具体过程为：
步骤1.1，设衬底片的长定位边与视平线平行，将衬底片的边沿弧线与长定位边的左侧交点定义为直角坐标系的原点O，与长定位边平行的方向定义为x方向，与长定位边垂直的方向定义为y方向；
步骤1.2，在半径为R的衬底片上沿x、y方向均匀划分，形成N×N个网格，相邻两个格点的间距s＝2R/N；用i和j分别代表每个格点在x和y方向上的序号，i＝1，2，……，N，j＝1，2，……，N；
步骤1.3，将拉曼测试仪发出的激光聚焦在衬底的上表面，在每个格点处进行拉曼光谱测量，得到每个格点的拉曼A1(LO)模式对应的峰值个数Wij；并得到每个格点的拉曼E2模式对应的谱线值；
步骤1.4，用步骤1.3得到的每个格点的拉曼E2模式对应的谱线值，减去理想化的无应力氮化镓拉曼谱线值Fsd后，得到每个格点的拉曼频移差Fij；因为拉曼频移差与应力呈现线性关系，所以衬底表面的应力分布情况，可以用整个衬底全部格点的拉曼频移差数据来表征；
步骤2，对孔晕光学边沿进行判断，并根据孔晕光学边沿找到所有孔晕；所述步骤2的具体步骤为：
步骤2.1，根据步骤1.3得到的Fij，从x方向和y方向分别搜索应力的局部极大值，并记录x方向和y方向的局部极大值所在的格点位置信息；
步骤2.2，根据A1(LO)模式峰值个数信息Wij，判断步骤2.1所得具有局部极大值特征的格点，是否为孔晕的光学边沿；
步骤2.3，根据步骤2.2判断出的孔晕的光学边沿，找出衬底上所有孔晕；
步骤3，通过抽样选取孔晕，并采用拟合的方法得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数；所述步骤3的具体过程为：
步骤3.1，抽样选择一个孔晕，在这个孔晕的右侧光学边沿上抽样选择一个格点，命名为P格点，将P格点的拉曼频移差记作Fp；从P格点出发向x正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式，如下公式(1)所示：
式中，dx是在x方向上距离P点的长度，F0x代表P格点附近x方向的相对背景应力，Dx代表整个衬底在x方向上的应力指数衰减特征长度；
从P格点出发向y正方向看，拉曼频移差数据的变化规律具有指数衰减函数形式，如下公式(2)所示：
式中，dy是在y方向上距离P点的长度，F0 y代表P格点附近y方向的相对背景应力，Dy代表整个衬底在y方向上的应力指数衰减特征长度；
步骤3.2，由P格点及P格点周边的格点数据，拟合得到适用于整个衬底材料的孔晕应力指数衰减特征常数Dx，Dy，具体为：
从P格点出发，沿x正方向选择与P点相邻的k个格点，将这k个格点在步骤1.3实测所得拉曼频移差Fij代入公式(1)，用最小二乘法拟合出公式(1)里的F0x和Dx；k大于4；
从P格点出发，沿y正方向选择与P点相邻的k个格点，将k个格点在步骤1.3实测所得数据拉曼频移差Fij代入公式(2)，用最小二乘法拟合出公式(2)里的E0y和Dy；k大于4；
步骤4，确定所有孔晕的不良区，所述步骤4的具体过程为：
步骤4.1，先将所有格点的质量属性初始化为“合格格点”；衬底晶圆边缘并非正方形，因此有落在衬底晶圆边缘之外的格点，将这些格点的质量属性标记为“不良点”；将孔晕光学边沿格点的质量属性标记为“不良格点”；将每个孔晕内部格点的质量属性标记为“不良格点”；
步骤4.2，根据孔晕应力残余比，找出孔晕的周围不良格点，具体为：
定义孔晕应力残余比为：在排除了衬底背景应力的前提下，周边受孔晕缺陷影响产生的应力与孔晕光学边沿处应力之比，因此在x和y方向上孔晕应力残余比的定义式分别为
公式(3)、(4)中，αx为x方向上的应力残余比，αy为y方向上的应力残余比，dx、dy分别是在x、y方向上距离P点的长度，FP为孔晕缺陷光学边沿取任一点P的应力值，F0x、F0y分别代表P格点附近x、y方向的相对背景应力；根据公式(1)～(4)可知在x和y方向上孔晕应力残余比的计算式分别为：
公式(5)、(6)中，Dx、Dy分别代表整个衬底在x、y方向上的应力指数衰减特征长度；由公式(5)和(6)可以看出，应力残余比完全取决于应力指数衰减特征长度，因此可以直接以整数Q倍的应力指数衰减特征长度为应力残余比衡量尺度，在孔晕周边划定孔晕有效影响作用范围，具体操作方式是：
分别将QDx/s和QDy/s按向上舍入原则取整，得到正整数Bx、By，对每一个孔晕光学边沿格点，把x方向的上下相邻的Bx个格点的质量属性标记为“不良格点”，把y方向的上下相邻的By个格点的质量属性标记为“不良格点”；
步骤4.3，重复步骤4.2，直至对所有孔晕完成孔晕周围不良格点标记，每个不良格点相邻的四个网格所占区域被认定为不良区。
2.根据权利要求1所述的一种提高氮化镓器件良品率的方法，其特征在于：所述步骤2.2中判断孔晕的光学边沿的具体方法为：
如果格点的拉曼A1(LO)模式仅出现一个峰，即峰值个数Wij＝1时，则这个具有局部极大值特征的格点被记录为孔晕的光学边沿格点；否则该格点一定不是孔晕的光学边沿格点。
3.根据权利要求1所述的一种提高氮化镓器件良品率的方法，其特征在于：所述步骤2.3的具体过程为：如果光学边沿格点能围成一个闭合区域，则该闭合区域被判定为一个孔晕，记录这个孔晕对应的所有光学边沿格点坐标信息。
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