基于频率可变脉冲技术的器件表面态陷阱测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频率可变脉冲技术的器件表面态陷阱测量方法，主要解决现有技术无法测量器件表面态陷阱分布的问题。其实现方案是：在与被测器件电极下相同的半导体材料表面制备两个肖特基接触电极，完成测试图形的制作；对测试图形施加不同频率的脉冲电压，测量施加电压过程中流过两个电极的电流；通过测量结果计算，得到测试图形表面态陷阱俘获的电子数量，根据测试图形和被测器件具有相同表面状态的特性，将得到的测试图形结果作为在不同频率电压下测量器件表面态陷阱的分布。本发明专利技术测试测试方法简单，测试精度高，可用于异质节晶体管的工艺优化和可靠性分析。

Measurement of surface state traps based on frequency variable pulse technique

The invention discloses a device surface state trap measurement method based on variable frequency pulse technology, which mainly solves the problem that the existing technology can not measure the trap distribution of the surface state of the device. The solution is: in the surface of a semiconductor material for the same and the device being tested under two electrode preparation Schottky contact electrode, completed the test pattern; applying the pulse voltage with different frequency on the test pattern, applied voltage during current measurement through two electrodes; through the measurement results, the number of electronic test pattern the surface state of trapping, according to the characteristics of test pattern and the device under test with the same surface state, will be the test pattern as a result of distribution measurement device surface trap in different frequency voltage. The test method of the invention is simple and high precision, and can be used in the process optimization and reliability analysis of the heterogeneous node transistor.

【技术实现步骤摘要】
基于频率可变脉冲技术的器件表面态陷阱测量方法
本专利技术属于微电子器件测试
，特别涉及一种器件表面态陷阱的测量方法，可用于异质节晶体管的工艺优化和可靠性分析。
技术介绍
从以硅材料为代表的第一代半导体材料到以砷化镓材料为代表的第二代半导体材料，发展到以氮化镓为代表的第三代半导体材料，其制作而成的器件的许多性质都与半导体的表面性质有着密切的关系。尤其是器件在高频、大信号的驱动下，输出电流摆幅剧减，输出功率密度下降，这种现象称为电流崩塌效应。作为在电流崩塌效应的形成机理中最成熟和最有说服力的理论，虚栅模型认为：器件工作在高电压下时栅金属有大量电子发生隧穿，这些电子被器件表面态陷阱俘获，其对二维电子气静电抑制作用导致器件输出功率减小。传统测量器件电流崩塌量的方法是对器件进行脉冲电压测试，由于这些表面态陷阱俘获或释放电子的时间常数不同，所以在不同脉宽的脉冲电压下的响应不同，通过比较不同脉冲电压和直流电压下的最大输出电流，得到电流崩塌量，然而这种测试方法并不能得到不同脉冲电压下陷阱的响应状况，对于表面态的物理特性仍然缺乏深入分析。随着器件在高频、大功率领域应用越来越广泛，急需一种基于频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于频率可变脉冲技术的器件表面态陷阱测量方法的方法，包括：(1)制作测试图形并连接测试电路：(1a)选取与被测器件电极下相同的半导体材料，在该半导体材料表面上淀积出两个肖特基接触电极G1和G2，完成测试图形的制备；(1b)将第一电流表A1的一端连接到第一电极G1，另一端接地；将第二电极G2依次与脉冲电压源和第二电流表A2连接，第二电流表A2的另一端接地；对脉冲电压源施加高电平为VH，低电平为VL，占空比为D，频率为f的脉冲电压，周期T＝1/f；(2)计算测试图形表面态陷阱填充完毕时俘获的电子数量：(2a)对测试图形施加P个周期的脉冲电压，分别读出第一电流表A1的示数IG1(t)和第二电流表...

【技术特征摘要】
1.一种基于频率可变脉冲技术的器件表面态陷阱测量方法的方法，包括：(1)制作测试图形并连接测试电路：(1a)选取与被测器件电极下相同的半导体材料，在该半导体材料表面上淀积出两个肖特基接触电极G1和G2，完成测试图形的制备；(1b)将第一电流表A1的一端连接到第一电极G1，另一端接地；将第二电极G2依次与脉冲电压源和第二电流表A2连接，第二电流表A2的另一端接地；对脉冲电压源施加高电平为VH，低电平为VL，占空比为D，频率为f的脉冲电压，周期T＝1/f；(2)计算测试图形表面态陷阱填充完毕时俘获的电子数量：(2a)对测试图形施加P个周期的脉冲电压，分别读出第一电流表A1的示数IG1(t)和第二电流表A2的示数IG2(t)；(2b)根据(2a)的结果分别计算出脉冲电压为高电平时测试图形表面态陷阱俘获电子形成的电流I1(t)和脉冲电压为低电平时测试图形表面态陷阱释放电子形成电流为I2(t)，即：I1(t)＝IG1(t)-|IG2(t)|，规定I1(t)的电流方向为正；I2(t)＝IG1(t)+IG2(t)，规定I2(t)的电流方向为负；(2c)根据电荷量和电流的关系，计算第1个和第P个脉冲周期内，测试图形表面态陷阱实际俘获的电子数量分别为：

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪峰，王士辉，董帅帅，吉鹏，王颖哲，杜鸣，马晓华，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61