用于测量半导体外延晶片耐受电压的方法和半导体外延晶片技术

一种方便测量半导体外延晶片击穿电压的测量方法以及一种实现较高耐受电压的半导体外延晶片。在根据本发明专利技术的半导体外延晶片（１０）的耐受电压测量方法中，仅仅使用肖特基触点来测量触点（１２、１２）之间的耐受电压，而不需要使用电阻触点。由于相应地省略了形成电阻触点的制造过程，从而半导体外延晶片可以方便地用于耐受电压测量的测试。因此，可以方便地测量晶片（１０）的耐受电压。另外，因为在由晶片（１０）制造成实际装置之前可以对电极之间的耐受电压进行测量，从而可以在不合格晶片（１０）进入实际装置制造过程之间将其去除。因此，与在实际装置制作后测量触点间的击穿电压Ｖ↓［２］的传统测量方法相比，所产生的损失得以降低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体外延晶片以及一种测量半导体外延晶片的击穿电压的方法。
技术介绍
最近，移动通讯和卫星通讯的基站中使用的功率FET(场效应晶体管)需要越来越高输出。而从FET中获得更高功率输出的一个途径就是提高施加到其上的工作电压，由于工作电压受到FET的栅极到漏极击穿电压(BVgd)的限制，所以必须测量BVgd。在此，例如“栅极到漏极击穿电压”定义为“当将反向电压施加到整个两个接线端子时，在栅极-漏极之间每1mm的栅极宽度流过1mA电流时的电压”的电压值。而到目前，已经在晶片上构造了作为基层的适当的膜；已经制作了包括肖特基(Schottky)触点(栅极)和电阻触点(源极、漏极)的工作装置；且电压已经施加到肖特基触点-电阻触点之间。但是，虽然已经说明了测量传统外延半导体晶片的击穿电压的方法，但如下面的问题依然存在。具体地说，如果在将工作装置制作到晶片上后，确定晶片达不到进行击穿电压测量的标准，则将会损失大量的时间和成本费用。此外，即使在可以利用便利制作的“大装置”(比工作装置大的用于测量的装置)进行击穿电压测量的场合，其存在的问题在于由于至少需要两个形成图形的周期—即形成用于作为栅极的肖特基触点的图形以及用于形成作为源极/漏极的电阻触点的图形—此制作过程将耗费大量的时间并带来麻烦。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的之一在于提供一种能够方便地测量半导体外延晶片击穿电压的测量方法，并实现一种具有更高击穿电压的半导体外延晶片。一种根据本专利技术的测量半导体外延晶片的击穿电压方法，其特征在于将电压施加到多个形成于半导体外延晶片上的肖特基触点的至少一对上，并测量触点之间的击穿电压。由于此测量半导体外延晶片的方法，触点间击穿电压仅通过肖特基触点进行测量，而不需要使用电阻触点。因此，省略了形成电阻触点的制造步骤，从而可以为半导体外延晶片击穿电压测量的测试提供方便。相应地，可以方便地测量半导体外延晶片的击穿电压。此外，因为在用晶片制作工作装置之前测量触点间击穿电压，所以，不满足产品要求的晶片可以在进入到工作装置制造步骤之前被排除。因此，与在工作装置制作后测量触点间击穿电压的传统方法相比，可以降低时间和成本上的损失。当肖特基触点形成时，优选半导体外延晶片的表面为平面。在形成肖特基触点中，因为蚀刻晶片表面的步骤在此情况下不是必须的，因此，可以缩减产生触点所需的时间。同样，肖特基触点优选形成于相同的表面上。在此情况下可以方便地利用照相平版印刷过程形成肖特基触点。用于肖特基触点的材料优选包括由Au、Pt、Pd、W、Ti、Al和Ni组成组中选择的一种。因此，选择一种适合于肖特基触点的材料可以更精确地实现击穿电压的测量过程。在将电压施加到触点之前，半导体外延晶片表面优选用包含下面至少一种物质的清洗溶液进行清洗盐酸、磷酸、氨水、硫酸以及双氧水。这样，形成于半导体外延晶片上的例如氧化物薄膜等污染物能够被去除，从而泄漏电流的产生得到抑制，进而可以更精确地实现触点间击穿电压的测量。此外，半导体外延晶片的结构优选一种从用于高电子迁移率晶体管的外延结构中去除触点层的结构。在这种情况下，可以进行基本等同测量作为工作装置的高电子迁移率晶体管的击穿电压的测量。此外，用于半导体外延晶片的材料优选为下面表示的化合物AlXGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)；AlxGayIn1-x-yAs(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)；或AlxGayIn1-x-yP(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)。在优选方式中，对应于各自工作装置栅极、源极和漏极的肖特基触点—第一触点、第二触点和第三触点形成于半导体外延晶片上。在这种情况下，第一触点、第二触点和第三触点可以假定为工作装置的栅极、源极和漏极，从而使击穿电压可以利用例如源极到漏极的距离、栅极的长度在达到需要的条件下进行测量。在优选方式中，第二触点和第三触点彼此相对的角度部分具有曲线形状。由于相邻第二触点和第三触点之间出现的电弧放电可以得到抑制，从而可以实现更精确的击穿电压的测量。在优选方式中，第一触点的宽度为等于或大于0.8μm且等于或小于5μm，而第一触点和第二触点之间的距离、第一触点和第三触点之间的距离为等于或大于0.8μm且等于或小于20μm。这样，在触点为大尺寸的情况下，通过直接接触光学曝光可以方便地制作肖特基触点。此外，优选在将电压施加到第一触点和第二触点之间之前，将恒定的电流施加到其中。这样，通过电应力的作用实现第一触点和第二触点之间击穿电压的稳定性。根据本专利技术的半导体外延晶片用作FETs的基片，其中栅极到漏极距离为L1，需求获得的栅极和漏极之间的击穿电压为V1，其中半导体外延晶片的特征在于假定第一触点和第二触点之间的距离为L2，通过上述击穿电压测量方法测量的第一触点和第二触点之间的击穿电压为V2满足下述关系式V2≥V1×L2/L1(1)对于此半导体外延晶片，因为第一触点和第二触点之间的击穿电压V2满足关系式(1)，所以，由此晶片制作的工作装置(FET)容易地具有需求获得的击穿电压为V1或更高的击穿电压。从而可以获得具有更高击穿电压的晶片。附图说明图1是显示说明根据本专利技术实施方式的晶片的平面视图； 图2是显示说明制造图1中所示晶片制造过程的步骤流程图；图3是显示图1中线III-III截取的截面图；图4是说明电路中电压和电流之间关系的曲线图；以及图5说明在去除氧化物膜后电路中电压和电流之间关系的曲线图。具体实施例方式在下文中，将参照相应的附图对本专利技术最优选实施方式的测量半导体外延晶片击穿电压的方法进行详细说明。图1是显示表示用于击穿电压测量的半导体外延晶片的平面视图。如图1所示，三个肖特基触点12形成于半导体外延晶片(在后文中简称为“晶片”)10上。其最上层(顶层)为n型GaN外延晶片，晶片10通过选择适合的半导体制造方法制造，以具有工作装置场效应晶体管(FET)。晶片10最上面近似为平面，而肖特基触点12形成于此平面上(肖特基触点12通过将在下面说明的方法形成于晶片10上)。肖特基触点12采用对应于作为工作装置的FET的栅极、源极和漏极的形式。具体地说，肖特基触点14(第一触点)具有对应于栅极的形式，而肖特基触点16(第二触点)和肖特基触点18(第三触点)各自具有对应于源极和漏极的形式。对应于栅极的肖特基触点14构成有两个单独的正方形接触部分14a，以及互相连接正方形接触部分14a、14a的直线接触部分14b。直线接触部分14b的宽度(对应于FET栅极的长度；在图形中为侧边到侧边的长度)为1μm；同样，直线接触部分14b的长度(对应于FET栅极的宽度；在图形中为上下方向的长度)为100μm。分别对应于源极和漏极的肖特基触点16和肖特基触点18在肖特基触点14的直线接触部分14b的相对侧面，并具有长边平行于肖特基触点14长度方向的近似长方形的形状。具体地说，肖特基触点16和肖特基触点18相对肖特基触点14的直线接触部分14b近似对称。在肖特基触点16和肖特基触点18的角中，在类似触点16、18彼此相对的那些侧边具有确定的平滑曲线轮廓，而角的横向表面近似与圆柱表面的曲面相同。因此，肖特基触点16和肖特基触点18的角的轮廓线—与角度为直角情况相比—提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量半导体外延晶片的击穿电压的方法，其特征在于：　　　　将电压施加到形成于半导体外延晶片上的多个肖特基触点中的至少一对触点上，并测量所述触点之间的所述击穿电压。

【技术特征摘要】
JP 2002-4-30 128681/20021.一种测量半导体外延晶片的击穿电压的方法，其特征在于将电压施加到形成于半导体外延晶片上的多个肖特基触点中的至少一对触点上，并测量所述触点之间的所述击穿电压。2.根据权利要求1所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于在形成所述肖特基触点过程中，所述半导体外延晶片的表面为平面。3.根据权利要求2所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于所述肖特基触点形成于所述同一表面上。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于所述肖特基触点材料包括由Au、Pt、Pd、W、Ti、Al和Ni组成组中选择的一种。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于在施加所述电压之前，所述半导体外延晶片用包括至少以下一种清洗溶液进行表面清洗盐酸、磷酸、氨水、硫酸以及双氧水。6.根据权利要求1到5中任何一项所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于所述半导体外延晶片的所述结构为触点层从高电子迁移率晶体管外延结构中去除的一种结构。7.根据权利要求1到6中任何一项所述的半导体外延晶片击穿电压的测量方法，其特征在于半导体外延晶片的材料为由AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)；Alx...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋田胜史，山下正史，木山诚，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]