一种肖特基二极管势垒高度的提取方法技术

技术编号:8800319 阅读:287 留言:0更新日期:2013-06-13 05:10
本发明专利技术公开了种肖特基二极管势垒高度的提取方法。通过测量肖特基二极管的反向I-V特性曲线,以(-V)1/4为横坐标,以ln|I|为纵坐标,在一段负偏压区间内外推曲线与纵轴相交,截距为C,得到零偏压下肖特基二极管的势垒高度为本发明专利技术的技术方案可以忽略二极管寄生电阻对提取方法的影响,尤其适合寄生电阻较大、势垒高度较小的肖特基二极管势垒高度的提取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域,尤其涉及一种利用肖特基二极管的反向1-V特性曲线提取肖特基势垒高度的方法。
技术介绍
肖特基二极管(Schottkydiode)是一种应用广泛的半导体器件,常用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。势鱼高度(barrierheight)是肖特基二极管的重要电学参数。目前常用的几种势垒高度的提取方法包括1-V特性测量、电容方法测量和光电方法测量。鉴于1-V特性测量对二极管的要求低,且方法简单,因而应用最为普遍。附图说明图1是金属与η型半导体接触形成的肖特基二极管的1-V特性曲线示意图。理想情况下,当V>3kT/q时,基于热发射理论的1-V特性曲线可简单地表述为I=10eqV/nkT (I)其中,10 =是肖特基二极管的反向饱和电流,A是面积,A*是理查德森常数,T是温度,%是势垒高度,η是理想因子。将InI对V作图应是一条直线,对应于图1中的线段1,外推交纵轴的截距等于InItl,即可求得零偏压下的肖特基势垒高度% ^然而,由于寄生电阻的影响,随着外加电压V的进一步增加,寄生电阻将承担一部分压降,此时的1-V特性曲线可表述为Ι=Ιοθ<ι(ν- Ε)/ηΗ(2)InI对V不再呈现线性关系,对应于图1中的曲线2。尤其当肖特基二极管的势垒高度比较低、寄生电阻比较大的情况下,寄生效应的影响越专利技术显,在外加电压较低的情况下便会进入到曲线2的情况,即线段I的区间很小,甚至导致无法精确提取出势垒高度。另一方面,一般情况下,肖特基二极管的反向击穿电压能达到几十伏甚至上百伏。只要外加偏压不超过击穿电压,则在很宽的一段反偏区间,反向电流的绝对值始终保持在一个很小的范围内,如图1中的曲线段3。因此,如能从肖特基二极管的反向Ι-v特性曲线中提取势垒高度,则寄生电阻上的分压可以忽略。但是,由于镜像力的存在,导致势垒高度有所降低,而降低的幅度和外加偏压(或者说电场)有关。反向偏压越大,则降低的幅度越多,从而导致反向电流不饱和。换句话说,反向电流的大小是随反向偏压绝对值的增加而增加的,反向电流的大小系统地增加主要是由肖特基势垒降低这一现象所引起(RobertF.Pierret, Semicon ductor Device Fundamentals, 1996)。这就给基于热发射理论提取势垒高度的方法带来了困难。事实上,肖特基二极管的反向ι-v特性曲线中包含了很多信息,只是没有被充分的利用。若能周全地考虑到反偏下镜像力引起的势垒高度的变化,适当地做出一些简化,则能根据肖特基二极管的反向1-V特性有效提取出势垒高度
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足,提出一种利用肖特基二极管的反向1-V特性曲线提取肖特基势垒高度的方法。,其包括如下步骤:(I)测量肖特基二极管的反向1-V特性曲线;(2)以(_V)1/4为横坐标,以InlIl为纵坐标,在一段负偏压区间内外推曲线与纵轴相交,截距为C ; (3)得到零偏压下肖特基二极管的势垒高度为本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种肖特基二极管势垒高度的提取方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)测量肖特基二极管的反向I?V特性曲线;(2)以(?V)1/4为横坐标,以ln|I|为纵坐标,在一段负偏压区间内外推曲线与纵轴相交,截距为C;(3)得到零偏压下肖特基二极管的势垒高度为其中,是零偏压肖特基二极管势垒高度,单位为eV(电子伏特);k是波尔兹曼常数,取1.38×10?23J/K(焦耳/开);T是样品测试时的绝对温度,单位为K(开);q是电子电荷,取1.6×10?19C(库仑);A是肖特基二极管的面积,单位为μm2(平方微米);A*是理查德森常数,n型硅衬底,取理查德森常数A*=112A/cm2K2(安培/平方厘米*平方开),p型硅衬底,取A*=32A/cm2K2(安培/平方厘米*平方开)。FDA00002800645500011.jpg,FDA00002800645500012.jpg

【技术特征摘要】
2012.09.19 CN 201210349846.71.一种肖特基二极管势垒高度的提取方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)测量肖特基二极管的反向1-V特性曲线; (2)以(_V)1/4为横坐标,以InlIl为纵坐标,在一段负偏压区间内外推曲线与纵轴相交,截距为C ; (3)得到零偏压下肖特基二极管的势垒高度为涔 其中,卿是零偏压肖特基二极...

【专利技术属性】
技术研发人员:范春晖王全
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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