CN102298100B - 一种检测器件肖特基漏电模式的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测器件肖特基漏电模式的方法，其特征在于，该方法首先制作不同半径的圆形肖特基测试图形，然后对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，通过数值的拟和，获得泄漏电流同半径之间的相关性，然后根据该相关性准确确定器件的肖特基漏电模式。本发明是一种有效获得器件肖特基漏电模式的方法，实现了对器件肖特基漏电方式的检测，利于对器件进行肖特基漏电的可靠性分析，无论对于器件的工艺过程还是对器件可靠性的分析都具有重要的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及肖特基接触可靠性分析技术领域，尤其涉及一种检测器件肖特基漏电模式的方法。
背景技术
研制GaN HEMT时，器件的漏电过大直接影响着器件性能的提高，降低了器件的可靠性。对引起器件漏电的原因进行分析，发现器件肖特基的金属半导体接触的界面如果存在缺陷，例如：器件栅电极制作前的表面处理的过程引入的缺陷形成的漏电通道或者器件钝化的质量较差导致的器件漏电，都会引起器件的肖特基漏电过大，从而降低器件的功率特性。确定器件肖特基漏电具体是由表面漏电还是边缘漏电造成的，并把该信息反馈到工艺过程中，来改善肖特基的制作工艺和钝化过程以降低器件的漏电，提高其可靠性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种检测器件肖特基漏电模式的方法，以准确确定器件的肖特基漏电模式。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种检测器件肖特基漏电模式的方法，该方法首先制作不同半径的圆形肖特基测试图形，然后对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，通过数值的拟和，获得泄漏电流同半径之间的相关性，然后根据该相关性准确确定器件的肖特基漏电模式。
上述方案中，所述制作不同半径的圆形肖特基测试图形，包括：在外延材料上制作不同直径的肖特基二极管，直径的大小分别为：50μm、75μm、150μm、200μm、250μm和350μm。
上述方案中，所述对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，包括：测量不同直径下的肖特基二极管的I-V曲线，得到恒定的反向栅压时的反向电流的大小，然后通过Origin分析软件，得到某一恒定栅压下的反向漏电流同直径之间的关系曲线。
上述方案中，所述通过数值的拟和，获得泄漏电流同半径之间的相关性，包括：对该关系曲线的坐标分别取对数坐标，经过Origin的拟和，得到直线的斜率。
上述方案中，所述根据该相关性准确确定器件的肖特基漏电模式，包括：由得到的直线斜率大小，对器件漏泄电流进行失效分析，若斜率的值为2，说明漏泄电流正比于器件面积，漏电由金属半导体界面的退化引起；若斜率的值为1，则漏电由边缘效应引起；若斜率的值介于1与2之间，则说明漏电由边缘效应和金属半导体界面的退化共同作用引起。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明首先制作了一组不同半径的肖特基图形，通过测量不同半径肖特基图形的直流特性，推得器件漏电同测试图形半径之间的关系，从而确定器件的肖特基漏电模式。该方法是一种有效获得器件肖特基漏电模式的方法。
2、本发明采用一种简易可操作的方法实现了对器件肖特基漏电方式的检测，利于对器件进行肖特基漏电的可靠性分析。
3、本发明无论对于器件的工艺过程还是对器件可靠性的分析都具有重要的指导意义。
附图说明
图1是本发明提供的检测器件肖特基漏电模式的方法流程图；
图2是本发明制作完成的肖特基二极管的阵列图形的示意图；
图3是本发明测量得到的圆形肖特基二极管I-V曲线取双对数后结果示意图；
图4是本发明数学分析后得到的不同位置上的5组肖特基二极管阵列的斜率结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明通过制作不同半径的圆形肖特基测试图形，对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，通过数值的拟和，获得泄漏电流同半径之间的相关性，进而准确确定器件的肖特基漏电模式。
圆形的肖特基结构在阻止提前击穿和表面漏电方面的功效可通过研究在恒定反向偏压下反向漏泄电流与二极管直径的关系可以确定，由此，可以将该方法用于对栅极可靠性的分析中。对于肖特基二极管，如果栅极金属质量不高，反向电流有附加的电压关系。这种附加关系可以与以下事实有关：例如金属-半导体界面有玷污或其他缺陷的存在，金属中的电子的波函数就渗透到半导体带隙中去。因此，由测量各个直径的肖特基二极管在恒定反向偏压下反向漏电流的大小，可以分析器件泄漏电流的漏电机制，把相关信息反馈给工艺，提高器件的可靠性。
本发明的具体实现工艺如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1：器件的肖特基测试图形的样品制作；
首先在外延材料上制作直径各异的肖特基二极管阵列，按照常规的GaN器件的工艺过程，对器件进行圆形栅电极的制作。圆形的直径从小到大依次为：50μm、75μm、150μm、200μm、250μm和350μm，共6个图形。其中，源极和栅极之间的间距为40μm，如图2所示。
步骤2：对不同半径下的圆形栅电极进行直流的测量；
采用HP4155半导体测试仪，对不同半径的圆形栅电极分别测量其I-V特性，其中一个探针在圆形的栅极，另一个探针在图形周围的金属上进行测量。获得不同直径下的电流-电压曲线。
步骤3：由不同半径下测量得到的I-V测量结果，进行数值拟和，获得I(V)与半径大小之间的相关性，步骤如下：
(1)分别测量各个直径的肖特基二极管在恒定反向偏压下反向漏电流的大小；例如：分别测量栅压为-10V时的反向漏电流的大小。
(2)由测量得到的曲线，对其结果取双对数坐标，如图3所示；
(3)得到一组反向漏电流与圆的测试图形直径的关系曲线；
(4)上述曲线通过Origin拟和，得到反向漏电流同直径的关系曲线的斜率，如图4所示。
步骤4：由得到的直线斜率大小，对器件漏电流进行失效分析，若斜率的值为2，说明漏电流正比于器件面积，漏电由金属半导体界面的退化引起；若斜率的值为1，则漏电由边缘效应引起，如钝化工艺引入的缺陷；若斜率的值介于1与2之间，则说明漏电由边缘效应和金属半导体界面的退化共同引起，例如表面处理的不好导致的漏电流，通过改进工艺过程提高栅电极的可靠性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种检测器件肖特基漏电模式的方法，其特征在于，该方法首先制作不同半径的圆形肖特基测试图形，然后对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，通过数值的拟合，获得泄漏电流同半径之间的相关性，然后根据该相关性准确确定器件的肖特基漏电模式；
其中，所述对不同半径下的肖特基测试图形进行直流的测量，包括：测量不同直径下的肖特基二极管的I-V曲线，得到恒定的反向栅压时的反向电流的大小，然后通过Origin分析软件，得到某一恒定栅压下的反向漏电流同直径之间的关系曲线；
所述通过数值的拟合，获得泄漏电流同半径之间的相关性，包括：对该关系曲线的坐标分别取对数坐标，经过Origin的拟合，得到直线的斜率；
所述根据该相关性准确确定器件的肖特基漏电模式，包括：由得到的直线斜率大小，对器件漏泄电流进行失效分析，若斜率的值为2，说明漏泄电流正比于器件面积，漏电由金属半导体界面的质量差引起；若斜率的值为1，则漏电由边缘效应引起；若斜率的值介于1与2之间，则说明漏电由边缘效应和金属半导体界面的退化共同作用引起。
2.根据权利要求1所述的检测器件肖特基漏电模式的方法，其特征在于，所述制作不同半径的圆形肖特基测试图形，包括：
在外延材料上制作不同直径的肖特基二极管，直径的大小分别为：50μm、75μm、150μm、200μm、250μm和350μm。
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