【技术实现步骤摘要】
基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法
[0001]本专利技术属于半导体器件表征
，具体涉及一种基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法。
技术介绍
[0002]金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor,MOSFET)的1/f噪声受到栅氧化层陷阱的显著影响，因此，可用1/f噪声反应MOSFETs栅氧化层的陷阱特性。
[0003]但是现有基于1/f噪声的MOSFETs栅氧化层陷阱表征技术中存在一些明显缺陷，比如CN114355141A《一种MOSFETs栅氧化层陷阱分布的噪声表征方法》一文中，直接采用非负最小二乘法求解离散化的1/f噪声模型，但适用的低频噪声功率谱频率范围有限，一般要求高频端频率不能超过低频端频率的1000倍，若超过该频率时则求解精度明显下降。
[0004]因此，如何提出一种新的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法，其特征在于，包括：针对MOSFETs样品，判断噪声机理是否为载流子数涨落主导；若是，得到矩阵方程形式的初始1/f噪声模型，以表征噪声功率谱密度与所述MOSFETs样品的栅氧化层不同位置处陷阱分布的关系；构造权重矩阵，并利用所述权重矩阵对所述初始1/f噪声模型进行处理，得到更新的1/f噪声矩阵方程；使用非负最小二乘法求解所述更新的1/f噪声矩阵方程，得到所述MOSFETs样品的栅氧化层不同位置处的陷阱分布。2.根据权利要求1所述的基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法，其特征在于，所述针对MOSFETs样品，判断噪声机理是否为载流子数涨落主导，包括：设置漏压V
d
和栅压V
g
，通过测量得到处于线性区的MOSFETs样品的转移特性曲线、噪声功率谱密度S
Id
(f)和阈值电压V
t
；其中，f表示频率；利用测量的数据绘制双y轴图；其中，所述双y轴图中x轴为|I
d
|，I
d
表示漏极电流；两个y轴分别为和表示跨导；S
Id
(f)中f为预设的一个低频频率；若所述双y轴图中两条曲线的趋势近似程度满足预设要求，则判定噪声机理为载流子数涨落主导。3.根据权利要求2所述的基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法，其特征在于，所述设置漏压V
d
和栅压V
g
，通过测量得到处于线性区的MOSFETs样品的转移特性曲线、噪声功率谱密度S
Id
(f)和阈值电压V
t
，包括：设置栅压V
g
的扫描范围并设置一个漏压V
d
，使所述MOSFETs样品处于线性区；针对设置的漏压V
d
以及每个栅压V
g
，测量得到所述MOSFETs样品的漏极电流I
d
，以栅压V
g
为横轴，漏极电流I
d
为纵轴绘制转移特性曲线；并得到不同频率下漏极电流I
d
的噪声功率谱密度S
Id
(f)；根据所述转移特性曲线提取阈值电压V
t
。4.根据权利要求3所述的基于1/f噪声的高精度栅氧化层陷阱位置分布表征方法，其特征在于，所述得到矩阵方程形式的初始1/f噪声模型，包括：在满足栅压V
g
大于或等于所述阈值电压V
t
时，基于对所述MOSFETs样品的测量，获取m组数据(f
i
，S
Id
(f
i
))，得到噪声功率谱密度矩阵其中，1≤i≤m；沿栅氧化层厚度方向将所述MOSFETs样品的栅氧化层均匀划分为n层，每层厚度为Δz，具备固体中原子间距的量级，在第j层，任取一位置z
j
，以N
t
(z
j
)表示位置z
j
处的陷阱分布，
构造待求解的陷阱位置分布矩阵其中，N
t
≥0；m≥n；利用不同的频率f
i
、不同z
j
对应的时间常数，构造系数矩阵其中，q表示电子电量；k表示玻尔兹曼常数；T表示绝对温度；W表示沟道的宽；L表示沟道的长；C
ox
表示单位面积栅氧化层电容；g
m
表示跨导；f
i
表示第i个频率；τ(z
j
)表示z
j
对应的时间常数；τ(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，吴勇，张彦军，乔彬，何亮，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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