一种使用电导法确定MOS器件中半导体掺杂杂质分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用电导法确定MOS器件中半导体掺杂杂质分布的方法。通过在低温下，在栅极施加不同电压对MOS电容进行电导法测试，选择离平带电压最接近的电导曲线图象作为第一条曲线，得到它的角频率、表面势和耗尽区宽度；通过捕获速率与释放速率的比例关系以及掺杂杂质能级与费米能级差为定值关系，计算解得初始电导曲线的表面势，从而能够算出初始的耗尽区宽度和掺杂杂质浓度，两者耗尽区宽度的差为此浓度距离界面的位置。随着栅极电压继续向深度耗尽区移动，基于第一条电导曲线的运算逻辑可以计算出其位置的掺杂浓度与分布，获得掺杂浓度随深度变化的曲线。本发明专利技术利用低温电导法不仅能够精确表征掺杂杂质的分布，还能够节省成本和时间。节省成本和时间。节省成本和时间。

【技术实现步骤摘要】
一种使用电导法确定MOS器件中半导体掺杂杂质分布的方法


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种使用电导法确定MOS器件中半导体掺杂杂质分布的方法。

技术介绍

[0002]随着半导体器件在高温、高压和高频领域的广泛应用，各领域对半导体器件的可靠性的要求越来越高。理想的半导体外延掺杂应该是均匀的，但是半导体的生长会导致外延掺杂不均匀。此外，不仅在半导体生长时会导致掺杂不均，而且经实验证明，半导体在氧化过程中会出现掺杂的再分布，尤其在氧化物/半导体界面附近处的半导体中出现掺杂积累现象。
[0003]众所周知，掺杂杂质分布不均必然存在浓度梯，这不仅会导致器件迁移率降低、阈值电压不稳定，而且还会大大降低器件可靠性。因此，充分有效的检测掺杂杂质的分布显得尤为重要，这对于分析器件工艺和改进工艺有着重要的意义。
[0004]目前，电容
‑
电压法是一种常用来测试半导体掺杂浓度的方法，但是这种方法只能计算出浓度差别不大位置处掺杂浓度，可能与大部分实际情况不符合。SIMS是一种较为精确的测试掺杂杂质随深度变化的测试方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用电导法确定MOS器件中半导体掺杂杂质分布的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：制备计算掺杂杂质浓度所需的MOS电容；步骤二：用电导法确定半导体MOS器件掺杂杂质分布：S1：将制备的MOS电容置于温度范围在50K—80K；S2：在MOS电容上施加不同的测试电压进行电导法测试，施加的测试电压使MOS电容处于耗尽状态，得到耗尽状态下不同电压所对应的电导曲线；S3：从电导曲线中找到与平带电压差值最小的测试电压V1所对应的电导曲线，将该电导曲线排序为第一条电导曲线，得到第一条电导曲线上电导峰对应的角频率ω
max，1
、表面势Vs1和耗尽区宽度x1；根据如下公式计算出测试电压V1下的理论表面势Vs0和理论耗尽区宽度x0；R
R1
+R
C
＝ω
max，1
ꢀꢀꢀꢀ
(1)；(1)；(1)；其中：R
C
为捕获速率、R
R1
为在测试电压V1下的释放速率、σ为俘获界面、v
t
为热速度、E
T
为掺杂杂质能级、E
f
为费米能级、E
c
为导带能级、K为玻尔兹曼常数、T为温度、q为电荷量、N
c
为导带有效状态密度、n
x
为导带电子浓度、N
D
为该温度下均匀掺杂杂质浓度、ε0为真空介电常数、ε
s
为该半导体相对介电常数；其中：σ、v
t
、E
T
‑
E
c
、E
f
‑
E
c
、K、T、q、N
c
、ω
max，1
、N
D
均为已知量，可求得Vs0、R
C
和R
R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟东媛，蔡轶薇，卢继武，沈义松，李琦，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：