创锐光谱连推两款半导体检测设备：从 AR 光学 SiC 衬底，到氧化镓晶圆位错无损检测

近期，创锐光谱（TIME-TECH SPECTRA） 连续推出两款面向不同材料体系的专业检测设备——一者锚定 AR 近眼显示赛道，推出 Y300 全自动光学级 SiC 晶圆吸收光谱仪；一者切入第四代半导体材料，全球首发 SN-9000 氧化镓（Ga₂O₃）晶圆位错无损检测系统并成功交付头部客户，共同反映出其在化合物半导体光学检测领域的持续布局。

Y300——光学级SiC晶圆吸收光谱仪

为什么是SiC？—— AR光波导的材料答案

AR光波导的技术路线主要包括衍射光波导、全息光波导与几何波导等三类，当前以衍射光波导方向的探索和技术开发最为前沿和活跃。以衍射光波导为例：微显示器发出的光，通过晶圆表面的纳米光栅结构耦入镜片，在镜片内部全反射传播，再在眼前耦出成像。这个过程中，镜片材料要在极薄的厚度内完成高效的导光与扩瞳，对材料的光学性能提出了近乎苛刻的要求。

图1. SiC光波导衍射原理示意图

光学级半绝缘4H-SiC之所以成为光波导AR眼镜材料的热门选择，正是因为它在可见光波段拥有2.6以上的高折射率——更高的折射率意味着更大的视场角（FOV）设计空间，也意味着单片全彩波导成为可能；同时SiC还具备优异的热导率与机械强度，为轻薄化与高可靠性提供了材料基础。

然而，材料的天赋并不等于量产的品质。从晶锭生长到切磨抛，每一片光学级SiC晶圆的光学特性都会存在细微差异。而这些“细微差异”会沿着光学链路一路传递，与显示、光栅工艺等因素共同左右用户最终看到的画面。

三个参数，三种“眼前的问题”

AR眼镜的画质由显示器件、光栅工艺与衬底材料等多方面因素共同决定；就衬底材料而言，核心对应三个光学参数：

1. 吸收率 —— 画面的“亮度与色彩”

光在波导内要经历多次全反射传播，材料每吸收一点，累积起来就是可观的亮度损失。吸收率的片内不均与片间波动，会直接转化为画面的亮度不均和色彩漂移——同一片晶圆做出的两副眼镜，可能一副明亮、一副发灰。

2. 折射率 —— 成像的“设计基准”

折射率是波导光栅设计的起点参数。折射率的偏差会让实际光学性能偏离设计值，影响视场角、耦出效率与成像一致性。对量产而言，折射率不仅要“准”，更要“每一片都一样”。

3. 雾度 —— 画面的“通透度”

由表面粗糙度、亚表面损伤和体内散射点引起的散射，会让画面蒙上一层“雾”，降低对比度，并在强光下出现杂散光与“彩虹纹”。雾度控制不好，画面通透度的上限会被拉低。

换言之，终端用户口中“清晰、均匀、沉浸”的六字评价，有一部分答案就写在吸收率、折射率、雾度这三条必须被精确量化的曲线上——它们不仅决定着光波导材料的光学性能，也为最终的显示品质奠定了基础。

从“能测”到“量产”：检测环节必须回答的三个问题

理解了参数的意义之后，我们需要面对一个更现实的问题：如何推动AR光学衬底走向大规模量产？以下是检测设备必须回答的三个关键问题：

1. 测得准吗？

光学级衬底的吸收率本身极小，批次间的真实差异可能只有万分之几。检测系统的重复精度如果达不到万分级，就分不清“材料的波动”和“仪器的噪声”，出厂判定就失去了依据。

2. 测得快吗？

量产意味着成千上万的晶圆需要全检而非抽检。检测节拍必须匹配产线节拍，否则检测环节就会成为产能瓶颈，或者被迫退回“抽检+赌一致性”的粗放模式。

3. 测得稳吗？

出厂检测不是一次性的实验，而是持续运行。温漂、光路漂移、机械磨损都会在长周期内悄悄侵蚀数据的可信度——今天和上周测的同一片晶圆，结果必须一致，质量追溯才有意义。

围绕这三个关键问题，创锐光谱推出了Y300全自动光学级SiC晶圆吸收光谱仪 —— 一套面向AR光学衬底量产质检的吸收率、折射率、雾度一站式测试系统。

Y300看见了什么？—— 核心亮点

图2. Y300设备外观图

01 ｜ 一站式五参数，一次上料看全光学品质

Y300在一次检测流程中同步获取吸收、透射、反射、折射及雾度五类参数，波长范围覆盖370-800 nm近紫外-近红外波段。除半绝缘碳化硅衬底外，还可兼容玻璃、聚合物、熔融石英等其他光学级材料，一台设备覆盖AR光学材料的多元检测需求。

02 ｜ 小于万分之二重复精度，让“万分级差异”清晰可见

系统搭载wafer-by-wafer单片动态自动校正方案，采用自主研发的超高速帧率光谱仪并融合实时参比补偿光路，可有效消除传统吸收率仪器的高噪音和环境与系统漂移问题，确保批量检测结果具备极高的重复精度与优异的一致性，为生产追溯提供可靠数据保障。三种典型波长下的单点多次测试，吸收/透射/反射重复精度均远优于万分之二。

03 ｜ 60 WPH高通量，匹配量产节拍

检测通量最高可达60 WPH，兼容6/8/12英寸晶圆，高效匹配大批量AR衬底连续出厂检测需求，助力产线节拍无缝衔接。

04 ｜ 非接触全自动传输，7×24h无人值守

采用非接触式机械手自动上下料，配合水平平置式载台，全程避免晶圆与任何部件摩擦挤压，从源头杜绝人为污染与划伤。设备可对接半导体自动化产线，支持7天×24小时无人值守连续检测 —— 为量产提供高可靠、高效率、可追溯的质量保障。

从AR光波导的SiC晶圆，到第四代半导体的氧化镓材料，应用场景在变，但创锐光谱所解决的问题一脉相承——在不破坏高价值样品的前提下，实现高精度、高效率、可批量化的材料表征与质量控制。 面向氧化镓的SN-9000正是这一脉络上的最新落子。

全球首发SN-9000——氧化镓晶圆位错无损检测系统

创锐光谱新产品开发迎来重要里程碑进展——全球首台氧化镓（Ga2O3）晶圆位错无损检测系统SN-9000正式发运，成功交付行业头部客户。该设备面向氧化镓衬底及外延材料的位错缺陷检测需求，可为氧化镓材料研发、质量控制及产业化生产提供关键检测支撑，标志着创锐光谱在第四代半导体材料检测领域取得进一步突破。

设备核心亮点｜SN-9000 Ga2O3 晶圆位错无损检测系统

创锐光谱 SN-9000 以“无损+一体化”为核心优势，结合高精高速、宽尺寸兼容及缺陷自定义等特性，为β-Ga2O3 衬底及外延提供从研发到量产的全面检测解决方案。

01｜光学无损检测，实现“片片检、批量检”

采用位错光学无损检测技术，无需破坏样品即可精准识别内部缺陷，既保证检测结果的真实性，又避免昂贵衬底/外延片的损耗，尤其适合高价值 β-Ga2O3 材料的批次放行与研发验证。

02｜衬底+外延一体化检测，一站式解决

设备支持衬底与外延同机台一体化检测，无需切换不同系统即可完成从晶圆衬底到外延层的全流程质量监控，大幅缩短流转周期，减少交叉污染风险，提升产线效率。

03｜精准对标 XRT，效率提升数倍

SN-9000 检测氧化镓衬底 [010] 位错线与 XRT 结果精准对标；区别于 XRT 需切换多个衍射面分次采集才能获取不同方向位错，SN-9000 可单次检测同时识别多取向位错，检测效率较 XRT 提升数倍，设备性价比突出、操作流程简易，适配产线批量出货质检。

04｜高精度+高检测通量，兼顾品质与产能

可清晰分辨位错、孔洞、沾污、划痕以及外延层内部各种自定义形貌缺陷；β-Ga2O3 衬底检测通量＞4 WPH（2 英寸），外延检测通量＞12 WPH（2 英寸），在同精度级别中保持领先，满足量产线对速度的严苛要求。

05｜宽尺寸兼容，灵活适配多种制程

兼容 1×1 cm 小片及 2、4、6、8 英寸标准晶圆，覆盖从研发小样到规模化生产的全尺寸需求，一机多用，降低设备重复投资成本。

06｜外延缺陷自定义 + 缺陷溯源

精准捕获氧化镓外延各类形貌缺陷，搭载自定义缺陷识别功能，帮助厂商追溯缺陷成因，持续优化外延工艺；依托衬底、外延一体化检测能力，结合亚微米级精准定位，可精准匹配上下两层缺陷位置，直观观测缺陷从衬底到外延的衍生传递规律，挖掘缺陷成因，有效反哺氧化镓衬底制备与外延生长工艺迭代。

从赋能AR近眼显示的 Y300，到全球首发的 SN-9000，创锐光谱围绕 SiC、GaN、Ga₂O₃、InP、GaAs 等化合物半导体材料的检测需求，持续完善覆盖衬底、外延及器件环节的光学检测产品体系。在半导体材料从"能用"走向"可控"的产业进程中，可靠、高效的检测能力正成为支撑材料研发与规模化生产的重要一环。

来源：创锐光谱工业应用

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