專利名稱：一種檢測器件肖特基漏電模式的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肖特基接觸可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測器件肖特基漏電模式的方法。
背景技術(shù)：
研制GaN HEMT時，器件的漏電過大直接影響著器件性能的提高，降低了器件的可靠性。對引起器件漏電的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)器件肖特基的金屬半導(dǎo)體接觸的界面如果存在缺陷，例如器件柵電極制作前的表面處理的過程引入的缺陷形成的漏電通道或者器件鈍化的質(zhì)量較差導(dǎo)致的器件漏電，都會引起器件的肖特基漏電過大，從而降低器件的功率特性。確定器件肖特基漏電具體是由表面漏電還是邊緣漏電造成的，并把該信息反饋到工藝過程中，來改善肖特基的制作工藝和鈍化過程以降低器件的漏電，提高其可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種檢測器件肖特基漏電模式的方法，以準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種檢測器件肖特基漏電模式的方法，該方法首先制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，然后對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，然后根據(jù)該相關(guān)性準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式。上述方案中，所述制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，包括在外延材料上制作不同直徑的肖特基二極管，直徑的大小分別為50 μ m、75 μ m、150 μ m、200 μ m、250 μ m和 350 μ m0上述方案中，所述對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，包括測量不同直徑下的肖特基二極管的I-V曲線，得到恒定的反向柵壓時的反向電流的大小，然后通過Origin分析軟件，得到某一恒定柵壓下的反向漏電流同直徑之間的關(guān)系曲線。上述方案中，所述通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，包括對該關(guān)系曲線的坐標(biāo)分別取對數(shù)坐標(biāo)，經(jīng)過Origin的擬和，得到直線的斜率。上述方案中，所述根據(jù)該相關(guān)性準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式，包括由得到的直線斜率大小，對器件漏泄電流進(jìn)行失效分析，若斜率的值為2，說明漏泄電流正比于器件面積，漏電由金屬半導(dǎo)體界面的退化引起；若斜率的值為1，則漏電由邊緣效應(yīng)引起；若斜率的值介于1與2之間，則說明漏電由邊緣效應(yīng)和金屬半導(dǎo)體界面的退化共同作用引起。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明首先制作了一組不同半徑的肖特基圖形，通過測量不同半徑肖特基圖形的直流特性，推得器件漏電同測試圖形半徑之間的關(guān)系，從而確定器件的肖特基漏電模式。 該方法是一種有效獲得器件肖特基漏電模式的方法。2、本發(fā)明采用一種簡易可操作的方法實現(xiàn)了對器件肖特基漏電方式的檢測，利于對器件進(jìn)行肖特基漏電的可靠性分析。3、本發(fā)明無論對于器件的工藝過程還是對器件可靠性的分析都具有重要的指導(dǎo)
眉、ο


圖1是本發(fā)明提供的檢測器件肖特基漏電模式的方法流程圖；圖2是本發(fā)明制作完成的肖特基二極管的陣列圖形的示意圖；圖3是本發(fā)明測量得到的圓形肖特基二極管I-V曲線取雙對數(shù)后結(jié)果示意圖；圖4是本發(fā)明數(shù)學(xué)分析后得到的不同位置上的5組肖特基二極管陣列的斜率結(jié)果示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明通過制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，進(jìn)而準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式。圓形的肖特基結(jié)構(gòu)在阻止提前擊穿和表面漏電方面的功效可通過研究在恒定反向偏壓下反向漏泄電流與二極管直徑的關(guān)系可以確定，由此，可以將該方法用于對柵極可靠性的分析中。對于肖特基二極管，如果柵極金屬質(zhì)量不高，反向電流有附加的電壓關(guān)系。 這種附加關(guān)系可以與以下事實有關(guān)例如金屬-半導(dǎo)體界面有玷污或其他缺陷的存在，金屬中的電子的波函數(shù)就滲透到半導(dǎo)體帶隙中去。因此，由測量各個直徑的肖特基二極管在恒定反向偏壓下反向漏電流的大小，可以分析器件泄漏電流的漏電機制，把相關(guān)信息反饋給工藝，提高器件的可靠性。本發(fā)明的具體實現(xiàn)工藝如圖1所示，具體包括以下步驟步驟1 器件的肖特基測試圖形的樣品制作；首先在外延材料上制作直徑各異的肖特基二極管陣列，按照常規(guī)的GaN器件的工藝過程，對器件進(jìn)行圓形柵電極的制作。圓形的直徑從小到大依次為50μπι、75μπι、 150 μ m、200 μ m、250 μ m和350 μ m，共6個圖形。其中，源極和柵極之間的間距為40 μ m，如圖2所示。步驟2 對不同半徑下的圓形柵電極進(jìn)行直流的測量；采用HP4155半導(dǎo)體測試儀，對不同半徑的圓形柵電極分別測量其I_V特性，其中一個探針在圓形的柵極，另一個探針在圖形周圍的金屬上進(jìn)行測量。獲得不同直徑下的電流-電壓曲線。步驟3 由不同半徑下測量得到的I-V測量結(jié)果，進(jìn)行數(shù)值擬和，獲得I(V)與半徑大小之間的相關(guān)性，步驟如下
(1)分別測量各個直徑的肖特基二極管在恒定反向偏壓下反向漏電流的大??；例如分別測量柵壓為-IOV時的反向漏電流的大小。(2)由測量得到的曲線，對其結(jié)果取雙對數(shù)坐標(biāo)，如圖3所示；(3)得到一組反向漏電流與圓的測試圖形直徑的關(guān)系曲線；(4)上述曲線通過Origin擬和，得到反向漏電流同直徑的關(guān)系曲線的斜率，如圖4 所示。步驟4 由得到的直線斜率大小，對器件漏電流進(jìn)行失效分析，若斜率的值為2，說明漏電流正比于器件面積，漏電由金屬半導(dǎo)體界面的退化引起；若斜率的值為1，則漏電由邊緣效應(yīng)引起，如鈍化工藝引入的缺陷；若斜率的值介于1與2之間，則說明漏電由邊緣效應(yīng)和金屬半導(dǎo)體界面的退化共同引起，例如表面處理的不好導(dǎo)致的漏電流，通過改進(jìn)工藝過程提高柵電極的可靠性。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，該方法首先制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，然后對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，然后根據(jù)該相關(guān)性準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，所述制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，包括在外延材料上制作不同直徑的肖特基二極管，直徑的大小分別為50μπι、75μπι、 150 μ m、200 μ m、250 μ m 禾口 350 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，所述對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，包括測量不同直徑下的肖特基二極管的I-V曲線，得到恒定的反向柵壓時的反向電流的大小，然后通過Origin分析軟件，得到某一恒定柵壓下的反向漏電流同直徑之間的關(guān)系曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，所述通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，包括對該關(guān)系曲線的坐標(biāo)分別取對數(shù)坐標(biāo)，經(jīng)過Origin的擬和，得到直線的斜率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，所述根據(jù)該相關(guān)性準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式，包括由得到的直線斜率大小，對器件漏泄電流進(jìn)行失效分析，若斜率的值為2，說明漏泄電流正比于器件面積，漏電由金屬半導(dǎo)體界面的質(zhì)量差引起；若斜率的值為1，則漏電由邊緣效應(yīng)引起；若斜率的值介于1與2之間，則說明漏電由邊緣效應(yīng)和金屬半導(dǎo)體界面的退化共同作用引起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測器件肖特基漏電模式的方法，其特征在于，該方法首先制作不同半徑的圓形肖特基測試圖形，然后對不同半徑下的肖特基測試圖形進(jìn)行直流的測量，通過數(shù)值的擬和，獲得泄漏電流同半徑之間的相關(guān)性，然后根據(jù)該相關(guān)性準(zhǔn)確確定器件的肖特基漏電模式。本發(fā)明是一種有效獲得器件肖特基漏電模式的方法，實現(xiàn)了對器件肖特基漏電方式的檢測，利于對器件進(jìn)行肖特基漏電的可靠性分析，無論對于器件的工藝過程還是對器件可靠性的分析都具有重要的指導(dǎo)意義。
文檔編號G01R31/02GK102298100SQ20101021718
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者劉新宇, 王鑫華, 趙妙, 鄭英奎, 魏珂 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所