氮化镓器件的陷阱参数测量方法、装置及介质制造方法及图纸

本申请适用于晶体管技术领域，提供了一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置及介质。缺陷参数测量方法包括：在每个第一测量周期的第一阶段向栅极与源极之间施加第一时长的第一电压；在第二阶段向漏极与源极之间施加第二时长的第二电压；在每个第二阶段结束时确定每个第一测量周期的第四漏电流；基于N个第一时长和第四漏电流确定目标时长；基于M个第一电压和第四漏电流确定目标电压；在第二测量周期时，向栅极与源极之间施加目标时长的目标电压，并向漏极和源极之间施加第三电压，测量预设性能参数的值，并确定预设缺陷参数的值，从而能够在固定陷阱的充电状态后再对预设缺陷数的值进行测量，提高了测量氮化镓器件的缺陷参数的准确性。参数的准确性。参数的准确性。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓器件的陷阱参数测量方法、装置及介质


[0001]本申请属于晶体管
，尤其涉及一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)器件不仅具有GaN材料禁带宽度大、临界击穿电场高、电子饱和漂移速度高、耐高温、抗辐射以及化学稳定性良好等优异特性，同时GaN材料可以与铝镓氮(AlGaN)等材料形成具有高浓度和高迁移率的二维电子气(Two
‑
dimensional Electron Gas，2DEG)沟道，因此氮化镓器件适合应用在高压、大功率以及高温等场景中。
[0003]然而，目前氮化镓器件仍然面临着可靠性问题的挑战，例如，氮化镓器件的源极、栅极以及漏极与二维电子气两侧的材料都会存在许多电子或电洞的陷阱，这些陷阱会导致氮化镓器件的性能参数发生改变。为了评估陷阱对氮化镓器件造成的影响，需要对这些陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化进行量化。现有技术是通过在氮化镓器件的源极或栅极加上周期性的电压信号来测量陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化，进而基于该性能参数的变化得到氮化镓器件的缺陷参数。然而，氮化镓器件的通道层在外延时也会出现许多电子或电洞的陷阱，这些陷阱捕抓电子或电洞也会导致氮化镓器件性能参数的变化，因此，通过现有技术的方法无法准确测量出氮化镓器件的缺陷参数。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置及介质，以解决现有的氮化镓器件的缺陷参数测量准确率低的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法，包括：
[0006]在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压；
[0007]在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压；
[0008]在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时，测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流，并基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流；
[0009]经过N个所述第一测量周期后，基于N个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流，从N个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长；其中，N个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同；
[0010]经过M个所述第一测量周期后，基于M个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流，从M个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压
中确定目标电压；其中，M个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同；
[0011]经过N+M个所述第一测量周期后，进行多个第二测量周期，在每个所述第二测量周期内，向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压，并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压，且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值；
[0012]基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
[0013]可选的，所述基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流，包括：
[0014]将所述第一漏电流、所述第二漏电流以及所述第三漏电流之和确定为所述第四漏电流。
[0015]可选的，所述从N个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长，包括：
[0016]计算N个所述第一测量周期中，每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一时长的第一比值；
[0017]将最小的所述第一比值对应的所述第一时长确定为所述目标时长。
[0018]可选的，所述从M个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压，包括：
[0019]计算M个所述第一测量周期中，每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一电压的第二比值；
[0020]将最小的所述第二比值对应的所述第一电压确定为所述目标电压。
[0021]可选的，所述基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值，包括：
[0022]基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述预设性能参数的变化量；
[0023]基于所述性能参数的变化量确定所述预设缺陷参数的值。
[0024]可选的，所述预设缺陷参数的值包括所述氮化镓器件形成的陷阱的数量；在所述向所述栅极和所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压后，还包括：
[0025]确定所述衬底的各个不同区域的所述第三漏电流；
[0026]基于各个所述区域的所述第三漏电流确定对应区域的所述陷阱的数量。
[0027]可选的，每个所述区域的所述陷阱的数量与对应区域的所述第三漏电流成正比。
[0028]第二方面，本申请实施例提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置，包括：
[0029]第一测试单元，用于在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压；
[0030]第二测试单元，用于在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压；
[0031]第一确定单元，用于在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时，测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流，并
基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流；
[0032]第二确定单元，用于经过N个所述第一测量周期后，基于N个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流，从N个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长；其中，N个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同；
[0033]第三确定单元，用于经过M个所述第一测量周期后，基于M个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流，从M个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压；其中，M个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同；
[0034]第三测试单元，经过N+M个所述第一测量周期后，进行多个第二测量周期，在每个所述第二测量周期内，向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压，并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压，且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值；
[0035]第四确定单元，用于基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法，其特征在于，包括：在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压；在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压；在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时，测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流，并基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流；经过N个所述第一测量周期后，基于N个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流，从N个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长；其中，N个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同；经过M个所述第一测量周期后，基于M个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流，从M个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压；其中，M个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同；经过N+M个所述第一测量周期后，进行多个第二测量周期，在每个所述第二测量周期内，向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压，并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压，且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值；基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。2.根据权利要求1所述的缺陷参数测量方法，其特征在于，所述基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流，包括：将所述第一漏电流、所述第二漏电流以及所述第三漏电流之和确定为所述第四漏电流。3.根据权利要求1所述的缺陷参数测量方法，其特征在于，所述从N个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长，包括：计算N个所述第一测量周期中，每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一时长的第一比值；将最小的所述第一比值对应的所述第一时长确定为所述目标时长。4.根据权利要求1所述的缺陷参数测量方法，其特征在于，所述从M个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压，包括：计算M个所述第一测量周期中，每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一电压的第二比值；将最小的所述第二比值对应的所述第一电压确定为所述目标电压。5.根据权利要求1所述的缺陷参数测量方法，其特征在于，所述基于各个所述第二测量
周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值，包括：基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值，确定所述预设性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙江，
申请(专利权)人：深圳天狼芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：