CN102298100B - 一种检测器件肖特基漏电模式的方法 - Google Patents

一种检测器件肖特基漏电模式的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102298100B
CN102298100B CN 201010217186 CN201010217186A CN102298100B CN 102298100 B CN102298100 B CN 102298100B CN 201010217186 CN201010217186 CN 201010217186 CN 201010217186 A CN201010217186 A CN 201010217186A CN 102298100 B CN102298100 B CN 102298100B
Authority
CN
China
Prior art keywords
schottky
electric leakage
leakage
slope
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201010217186
Other languages
English (en)
Other versions
CN102298100A (zh
Inventor
赵妙
王鑫华
刘新宇
郑英奎
魏珂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Microelectronics of CAS
Original Assignee
Institute of Microelectronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Microelectronics of CAS filed Critical Institute of Microelectronics of CAS
Priority to CN 201010217186 priority Critical patent/CN102298100B/zh
Publication of CN102298100A publication Critical patent/CN102298100A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102298100B publication Critical patent/CN102298100B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

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

一种检测器件肖特基漏电模式的方法
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。
CN 201010217186 2010-06-23 2010-06-23 一种检测器件肖特基漏电模式的方法 Active CN102298100B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010217186 CN102298100B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种检测器件肖特基漏电模式的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010217186 CN102298100B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种检测器件肖特基漏电模式的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102298100A CN102298100A (zh) 2011-12-28
CN102298100B true CN102298100B (zh) 2013-07-03

Family

ID=45358655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010217186 Active CN102298100B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种检测器件肖特基漏电模式的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102298100B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102707216B (zh) * 2012-06-04 2014-04-09 扬州扬杰电子科技股份有限公司 一种肖特基半导体元件的检测方法
CN103646968B (zh) * 2013-11-27 2017-01-11 西安电子科技大学 一种基于电容结构的hemt栅泄漏电流分离结构与方法
CN104062485B (zh) * 2014-07-04 2016-08-17 西安电子科技大学 Hemt器件栅泄漏电流中台面泄漏电流的测试方法
CN110261753A (zh) * 2019-05-06 2019-09-20 长江存储科技有限责任公司 半导体器件失效分析方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707184A (zh) * 2009-07-02 2010-05-12 中国科学院微电子研究所 提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897948B2 (ja) * 2005-09-02 2012-03-14 古河電気工業株式会社 半導体素子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707184A (zh) * 2009-07-02 2010-05-12 中国科学院微电子研究所 提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AlGaN/GaN肖特基结参数分析与电流运输机理研究;王欣娟等;《物理学报》;20080531;第57卷(第5期);全文 *
李智.砷化镓肖特基势垒栅微波场效应晶体管的直流特性.《成都电讯工程学院学报》.1981,(第2期),
王欣娟等.AlGaN/GaN肖特基结参数分析与电流运输机理研究.《物理学报》.2008,第57卷(第5期),
砷化镓肖特基势垒栅微波场效应晶体管的直流特性;李智;《成都电讯工程学院学报》;19811230(第2期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102298100A (zh) 2011-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102298100B (zh) 一种检测器件肖特基漏电模式的方法
CN102346232A (zh) 一种通过肖特基测试图形检测GaN基HEMT可靠性的方法
CN102338846B (zh) 一种GaN基HEMT器件的可靠性评估方法
CN105891693B (zh) 一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法
CN103163442B (zh) 一种晶圆测试方法
CN103021897B (zh) 半导体器件电性失效的检测方法
CN107248496A (zh) 欧姆接触区方块电阻的修正方法
CN106646180B (zh) 一种wat阈值电压测试方法及系统
CN109920742B (zh) 一种半导体器件失效检测方法
Meneghini et al. Degradation of AlGaN/GaN Schottky diodes on silicon: Role of defects at the AlGaN/GaN interface
CN108196110B (zh) 一种金属半导体界面复合电流密度的测试方法及装置
US8593167B2 (en) Semiconductor device test method and apparatus, and semiconductor device
CN108344936B (zh) 一种功率半导体器件的测试方法
CN109444551B (zh) 半导体方块电阻的测试方法及测试电路
CN104078378A (zh) 一种检测金属污染的方法
CN110400761A (zh) 一种AlGaN/GaN HEMT界面缺陷检测方法
CN102156271B (zh) 半导体参数测量系统的检测方法
CN108120869B (zh) 一种金属半导体界面复合电流密度的测试方法
CN103412032A (zh) 增强型功率mos器件栅内引线脱落的检测方法
CN104425303A (zh) 测量导电层厚度的方法
KR102161466B1 (ko) 산화물 반도체 박막 검사장치
US20030057988A1 (en) Semiconductor device inspecting method using conducting AFM
CN113030675B (zh) 一种基于临近颗粒法的无背金mosfet晶圆测试方法
US7005307B2 (en) Apparatus and method for detecting soft breakdown of a dielectric layer of a semiconductor wafer
CN103545231B (zh) 镍侵蚀缺陷在线检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant