漏电流测量结构及测量方法技术

本发明专利技术揭示了一种漏电流测量结构及测量方法，所述测量结构包括外延结构及位于外延结构上的若干钝化层、位于外延结构上的金属接触层及位于外延结构和/或钝化层上的若干金属层，所述外延结构中形成有二维电子气，所述金属接触层与二维电子气电性连接，所述金属层包括位于二维电子气上方区域的金属块及金属环，所述金属块位于金属环内部，且金属块和金属环分离设置，所述测量结构用于测量沿金属层下方界面方向的第一漏电流和/或垂直于金属层下方界面方向的第二漏电流。本发明专利技术测量结构中通过外延结构上金属层及钝化层的设置，可以测量各界面上的漏电流等参数，测量方法简单易操作，测量结构可兼容绝大多数GaN HEMT工艺流程。HEMT工艺流程。HEMT工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
漏电流测量结构及测量方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种漏电流测量结构及测量方法。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)具有宽带隙(3.4eV)、高电子迁移率和高击穿电场等特性，已然成为高温、高频及高功率密度等方向研究热点，其在高效率、高耐压的功率电子领域有着广泛的应用前景。GaN HEMT器件的制造需要基于多种外延层或钝化层的生长堆积，层与层之间必然存在界面，由于界面上下外延层或钝化层种类、性能、生长条件等差异，抑或是上下层之间粘附性及下层表面状态等因素，势必会导致界面存在缺陷，界面缺陷可能会引起不可忽视的界面漏电流，从而对器件性能产生负面影响。
[0003]在一般工艺流程中，外延层或钝化层的层与层生长工艺之间会设有金属层工艺，通过合理地设置金属层在界面上的位置，再利用电流测试，可以监测界面漏电流。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种漏电流测量结构及测量方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种漏电流测量结构及测量方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0007]一种漏电流测量结构，所述测量结构包括外延结构及位于外延结构上的若干钝化层、位于外延结构上的金属接触层及位于外延结构和/或钝化层上的若干金属层，所述外延结构中形成有二维电子气，所述金属接触层与二维电子气电性连接，所述金属层包括位于二维电子气上方区域的金属块及金属环，所述金属块位于金属环内部，且金属块和金属环分离设置，所述测量结构用于测量沿金属层下方界面方向的第一漏电流和/或垂直于金属层下方界面方向的第二漏电流。
[0008]一实施例中，所述测量结构包括m层金属层及n层钝化层，m≥1，n＝m。
[0009]一实施例中，所述金属层在二维电子气平面上的投影沿第一方向排布，且不同金属层在二维电子气平面上的投影互不重叠。
[0010]一实施例中，所述二维电子气沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X1和Y1，金属层沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X2和Y2，金属块沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X3和Y3，其中，X1≥n*X2，Y3≥Y1≥50μm，X3≥50μm，金属环的宽度d为2μm～10μm。
[0011]一实施例中，所述测量结构还包括：
[0012]若干第一测试块，与金属接触层电性连接；
[0013]若干第二测试块，与金属块电性连接；
[0014]若干第三测试块，与金属环电性连接。
[0015]一实施例中，所述测量结构包括第一金属层、第一钝化层、第二金属层、第二钝化
层、第三金属层、第三钝化层、第四金属层及第四钝化层，第一金属层位于外延结构上，第二金属层位于第一钝化层上，第三金属层位于第二钝化层上，第四金属层位于第三钝化层上，所述第一金属层为栅开孔金属层，第二金属层为欧姆金属层，第三金属层为栅金属层，第四金属层为源场板金属层；或，
[0016]所述测量结构包括第一金属层、第一钝化层、第二金属层、第二钝化层、第三金属层、第三钝化层、第四金属层、第四钝化层、第五金属层及第五钝化层，第一金属层位于外延结构上，第二金属层位于第一钝化层上，第三金属层位于第二钝化层上，第四金属层位于第三钝化层上，第五金属层位于第四钝化层上，所述第一金属层为栅开孔金属层，第二金属层为欧姆金属层，第三金属层为栅金属层，第四金属层为第一源场板金属层，第五金属层为第二源场板金属层；或，
[0017]所述测量结构包括第一金属层、第一钝化层、第二金属层、第二钝化层、第三金属层、第三钝化层、第四金属层、第四钝化层、第五金属层、第五钝化层、第六金属层及第六钝化层，第一金属层位于外延结构上，第二金属层位于第一钝化层上，第三金属层位于第二钝化层上，第四金属层位于第三钝化层上，第五金属层位于第四钝化层上，第六金属层位于第五钝化层上，所述第一金属层为栅开孔金属层，第二金属层为欧姆金属层，第三金属层为栅金属层，第四金属层为第一源场板金属层，第五金属层为第二源场板金属层，第六金属层为第三源场板金属层。
[0018]一实施例中，所述测量结构中：
[0019]最下层钝化层的材质为氮化硅、氧化硅、氧化铝中一种或多种的组合，厚度为20～300nm；
[0020]最上层钝化层的材质为氮化硅、氧化硅、聚酰亚胺中一种或多种的组合，厚度为1～5μm；
[0021]其余钝化层的材质为氮化硅、氧化硅、聚酰亚胺中一种或多种的组合，厚度为50～500nm；
[0022]金属接触层及第二金属层的材质为金属和/或金属化合物，金属包括金、铂、镍、钛、铝、钯、钽、钨、钼中的一种或多种，金属化合物包括氮化钛、氮化钽中的一种或多种；
[0023]其余金属层的材质为金属和/或金属化合物，金属包括金、铂、镍、钛、铝、钯、钽、钨中的一种或多种，金属化合物包括氮化钛、氮化钽中的一种或多种。
[0024]一实施例中，所述外延结构包括：
[0025]衬底；
[0026]位于衬底上的异质结，异质结包括沟道层和势垒层，所述沟道层与势垒层的界面处形成有二维电子气。
[0027]本专利技术另一实施例提供的技术方案如下：
[0028]一种漏电流测量方法，应用于上述的测量结构，其特征在于，所述测量方法包括：
[0029]于金属接触层上施加正压，检测金属环及金属块上的电流，金属环上的电流为沿金属层下方界面方向的第一漏电流，金属块上的电流为垂直于金属层下方界面方向的第二漏电流；或，
[0030]于金属块上施加负压，检测金属环及金属接触层上的电流，金属环上的电流为沿金属层下方界面方向的第一漏电流，金属接触层上的电流为垂直于金属层下方界面方向的
第二漏电流。
[0031]一实施例中，所述测量方法还包括：
[0032]增加金属接触层上施加的正压或金属块上施加的负压，测量二维电子气和金属层之间介质层的击穿电压。
[0033]本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术测量结构中通过外延结构上金属层及钝化层的设置，可以测量各界面上的漏电流等参数，测量方法简单易操作，测量结构可兼容绝大多数GaN HEMT工艺流程。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术一具体实施例中漏电流测量结构的剖视结构示意图；
[0037]图2为本专利技术一具体实施例中漏电流测量结构的平面结构示意图；
[0038]图3为本专利技术一具体实施例中二维电子气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种漏电流测量结构，其特征在于，所述测量结构包括外延结构及位于外延结构上的若干钝化层、位于外延结构上的金属接触层及位于外延结构和/或钝化层上的若干金属层，所述外延结构中形成有二维电子气，所述金属接触层与二维电子气电性连接，所述金属层包括位于二维电子气上方区域的金属块及金属环，所述金属块位于金属环内部，且金属块和金属环分离设置，所述测量结构用于测量沿金属层下方界面方向的第一漏电流和/或垂直于金属层下方界面方向的第二漏电流。2.根据权利要求1所述的漏电流测量结构，其特征在于，所述测量结构包括m层金属层及n层钝化层，m≥1，n＝m。3.根据权利要求2所述的钝化层测量结构，其特征在于，所述金属层在二维电子气平面上的投影沿第一方向排布，且不同金属层在二维电子气平面上的投影互不重叠。4.根据权利要求3所述的钝化层测量结构，其特征在于，所述二维电子气沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X1和Y1，金属层沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X2和Y2，金属块沿第一方向上的长度及沿第二方向上的宽度分别为X3和Y3，其中，X1≥n*X2，Y3≥Y1≥50μm，X3≥50μm，金属环的宽度d为2μm～10μm。5.根据权利要求1所述的钝化层测量结构，其特征在于，所述测量结构还包括：若干第一测试块，与金属接触层电性连接；若干第二测试块，与金属块电性连接；若干第三测试块，与金属环电性连接。6.根据权利要求1所述的漏电流测量结构，其特征在于，所述测量结构包括第一金属层、第一钝化层、第二金属层、第二钝化层、第三金属层、第三钝化层、第四金属层及第四钝化层，第一金属层位于外延结构上，第二金属层位于第一钝化层上，第三金属层位于第二钝化层上，第四金属层位于第三钝化层上，所述第一金属层为栅开孔金属层，第二金属层为欧姆金属层，第三金属层为栅金属层，第四金属层为源场板金属层；或，所述测量结构包括第一金属层、第一钝化层、第二金属层、第二钝化层、第三金属层、第三钝化层、第四金属层、第四钝化层、第五金属层及第五钝化层，第一金属层位于外延结构上，第二金属层位于第一钝化层上，第三金属层位于第二钝化层上，第四金属层位于第三钝化层上，第五金属层位于第四钝化层上，所述第一金属层为栅开孔金属层，第二金属层为欧姆金属层，第三金属层为栅金属层，第四金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：苏州英嘉通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：