CN117949431A - 基于拉曼测量hemt缺陷浓度及位置表征的方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法、装置，方法包括：对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。由此，解决了现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题。
Description
技术领域
本申请涉及测量技术领域，特别涉及一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法、装置。
背景技术
以氮化镓(GaN)为主要材料的第三代半导体带动了电子行业的快速发展。与以硅(Si)为主要材料的第一代半导体和以砷化镓(GaAs)为主要材料的第二代半导体相比，GaN具有诸多优势，其主要表现在：(1)拥有较高的电子迁移率和电子饱和速度，意味着工作状态下拥有较高的饱和电流；(2)拥有较高的击穿场强，表明工作状态下可承受较高的偏压；(3)拥有较高的禁带宽度，因此器件在高温下本征载流子浓度较小，发热较弱，从而使得器件耐受更高的工作温度；(4)拥有较高的热导率，可使器件有较强的散热能力，在单位面积内可布置更多芯片，达成较高的集成度；(5)化学性质稳定，具有较强的抗辐射能力。上述优点致使以GaN为主要材料的第三代半导体器件可应用于高温、高压及高频等极端工作条件下，是目前光电子、电力电子和微波射频领域的核心研究目标。
GaN基HEMT器件是第三代半导体器件中最为重要的组成部分。1991年Khan等人在蓝宝石衬底上成功制备出了AlGaN/GaN异质结，并于两年后制备出了第一支高电子迁移率晶体管HEMT。在随后的发展中，通过优化材料生长过程、改善器件结构与制备工艺，为HEMT引入了SiC衬底、场板技术和钝化层工艺等来提升器件性能，将AlGaN/GaN HEMT器件的输出功率推向了更高的水准。之后，基于上述结构和工艺，通过引入电子束光刻技术，缩小栅长来规避短沟道效应，并通过凹槽栅技术来改善势垒层，有效提高了器件的射频能力。
相比于Si基和GaAs基的器件，GaN基HEMT器件具有优越的材料优势和结构优势，同时也存在诸多新的可靠性问题，其中最为影响器件性能的问题为缺陷导致的电性能退化。异质界面接触、材料不规则生长等过程导致的缺陷分布于器件栅极、漏极、垒势层及缓冲层等区域，在高电场、高电流及高热量的作用下产生表面态、界面态及虚栅效应等多种问题，使器件阈值电压正移，产生明显的电流崩塌现象。
现有对HEMT器件缺陷检测和表征的方法分为瞬态电测法和能级瞬态谱测试方法。其中，瞬态电测法通过对器件施加一定时间的电应力，在撤去电应力的同时测量器件内电流随时间的瞬态变化曲线，经贝叶斯反卷积方法提取出曲线中表征缺陷的信息，以此来分析器件内缺陷的深度和浓度。能级瞬态谱测试法则基于陷阱的热发射特性，通过测量能谱随温度的变化关系，推算陷阱的能级深度、浓度及类型等。上述方法可有效检测HEMT器件的缺陷总浓度和深度，但无法实现缺陷在器件面向上分布的检测。因为测量对象为器件整体，上述两种方法的测量结果仅能反应器件的宏观信息，并无空间分辨率，即所测结果为整个HEMT器件缺陷分布的平均值，推测出的缺陷位置也仅是相较于器件表面的深度信息，难以指出器件面向上的缺陷位置和浓度分布情况。
综上，现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量，成为了第三代半导体发展亟待解决的难题。
发明内容
本申请提供一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法、装置，以解决现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题。
本申请第一方面实施例提供一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，包括以下步骤：对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得所述当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于所述拉曼光谱特征峰值确定所述当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；改变所述待测HEMT器件的测量位置，得到所述待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，并基于所述多个位置的电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，所述对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，包括：选取所述待测HEMT器件的目标测量位置，在所述待测HEMT器件未通电工况下测量所述目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
可选地，所述根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，包括：基于预设电场强计算公式，根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，其中，所述预设电场强计算公式为：
其中，Ez为电场强度，Δωf为拉曼光谱特征峰偏移量，为应变声子势能参数，e和C为中间传递参数。
可选地，所述基于所述电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布，包括：利用预设模拟计算模型计算所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系；基于所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系推算所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，还包括：施加多个预设频率的电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量；根据所述每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
可选地，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，还包括：在多个预设温度下施加所述电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量；根据所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应的电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
本申请第二方面实施例提供一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，包括：检测模块，用于对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得所述当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于所述拉曼光谱特征峰值确定所述当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；扫描模块，用于改变所述待测HEMT器件的测量位置，得到所述待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；计算模块，用于根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，并基于所述多个位置的电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，所述检测模块，还用于：选取所述待测HEMT器件的目标测量位置，在所述待测HEMT器件未通电工况下测量所述目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
可选地，所述计算模块，还用于：基于预设电场强计算公式，根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，其中，所述预设电场强计算公式为：
其中，Ez为电场强度，Δωf为拉曼光谱特征峰偏移量，为应变声子势能参数，e和C为中间传递参数。
可选地，所述计算模块，还用于：利用预设模拟计算模型计算所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系；基于所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系推算所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，还包括：第一探测模块，用于施加多个预设频率的电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量；第一获取模块，用于根据所述每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
可选地，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，还包括：第二探测模块，用于在多个预设温度下施加所述电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量；第二获取模块，用于根据所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应的电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
上述实施方式中，通过对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量，改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。由此，解决了现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题，实现了针对关态器件被施加电应力工况下的非接触式、高空间分辨率的瞬态电场变化和分布测量，进而实现对器件的非接触式、高空间分辨率的缺陷分布和浓度测量。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例的测量缺陷引起的瞬态电场变化和分布的拉曼装置结构示意图；
图3为根据本申请一个实施例的探测激光序列以及待测器件在被测点的电场变化示意图；
图4为根据本申请一个实施例的对待测HEMT器件进行全场扫描的过程示意图；
图5为根据本申请一个实施例的待测HEMT器件建模模型示意图；
图6为根据本申请一个实施例的计算建模模型示意图；
图7为根据本申请一个实施例的模拟计算得到的无缺陷时电场分布图；
图8为根据本申请一个实施例的模拟计算得到的有缺陷时的电势分布图；
图9为根据本申请一个实施例的模拟计算得到的有缺陷时的电场强度分布图；
图10为根据本申请一个实施例的模拟计算得到的有缺陷时的电场强度随缺陷密度的变化趋势图；
图11为根据本申请一个实施例的测量缺陷引起的瞬态电场变化和分布的拉曼方法流程图；
图12为根据本申请实施例的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置的示例图；
图13为根据本申请实施例的电子设备结构的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法、装置。针对上述背景技术中心提到的现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题，本申请提供了一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，在该方法中，对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量，改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。由此，解决了现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题，实现了针对关态器件被施加电应力工况下的非接触式、高空间分辨率的瞬态电场变化和分布测量，进而实现对器件的非接触式、高空间分辨率的缺陷分布和浓度测量。
对第三代半导体所制器件的缺陷研究尚存较大的局限性，已有的电测法和能谱法均只能测量器件缺陷导致电流波动或能量波动的平均结果，无法测量器件面向上缺陷的具体分布，也无法实现缺陷所致电场异化的动态过程的监测。因此，基于拉曼光谱法可以实现高空间分辨率下的电场测量，本申请将其应用于第三代半导体器件的缺陷浓度及分布测量中。
拉曼光谱法作为一种非接触式、高时空分辨率的测量方法，可以测量微纳米尺度的空间信号，是一种理想的测量某种信号在三维空间内分布情况的工具。拉曼光谱法通过测量待测样品的拉曼特征峰峰位的偏移，来确定待测样品在温度不变情况下的应力变化。由于同一种材料不同声子振动模式对应着不同的特征峰，拉曼光谱法可同时测定材料多声子振动模式随应力的变化趋势，进一步地，由于不同材料具有不同的特征峰，拉曼光谱法可同时测定多层材料的应力。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法的流程示意图。
在本申请实施例中，通过拥有高空间分辨率的测量HEMT缺陷位置及浓度的拉曼装置，如图2所示，包括测量模块和分析模块，其中，测量模块包括：000-待测HEMT器件、100-信号发生器、101-直流电源1、102-直流电源2、103-连续激光器、104-温控腔、101-透镜、020-组合反射镜、030-截止滤波片、201-扫描振镜、202-位移平台、203-光栅、204-图像传感器、205-拉曼光谱信号处理模块、206-UV灯、301-HEMT器件模拟计算程序；分析模块包括：HEMT器件模拟计算程序，HEMT器件模拟计算程序用于对比拉曼光谱特征峰偏移值所计算得到的电应力与缺陷的具体对应关系，获得缺陷的浓度和位置分布。其中，
101-直流电源1用于产生施加于待测HEMT器件的电应力，引发缺陷开始捕获电子，造成局部电场反转；102-直流电源2用于产生施加于待测HEMT器件源漏极的电压，控制其开态与关态的转换，在本实施例涉及的所有电应力施加工况下，102-直流电源2均设置为让待测HEMT器件处于关态，以规避温升效应；103-连续激光器用于产生连续探测激光；连续激光器通过020-组合反射镜、201-扫描振镜、101-透镜在待测装置上以激发待测装置照射位置的拉曼光谱，通过201-扫描振镜和104-温控腔和202-位移平台调整照射位置；030-截止滤波片用于对待测装置的反射光进行过滤；203-光栅用于对过滤后的反射光进行分光；204-图像传感器用于探测分光后的反射光的拉曼光谱，其中，图像传感器可以为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor，简称COMS)等图像传感器，对此不作限制；205-拉曼光谱信号处理模块用于对探测的拉曼光谱进行分析处理，通过202-位移平台改变测量位置，测得待测器件不同位置的瞬态电应力变化，得到待测器件不同位置的电应力分布；通过104-温控腔改变测量温度，测得待测器件在不同温度工况下的瞬态电应力变化，得到不同温度工况下缺陷的表现形式；206-UV灯用于照射待测器件，恢复电应力至初始状态。
具体地，如图1所示，该基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，包括以下步骤：
在步骤S101中，对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量。
可选地，在一些实施例中，对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，包括：选取待测HEMT器的目标测量位置，在待测HEMT器件未通电工况下测量目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
其中，目标测量位置可以为待测HEMT器件的任一测量位置。
由于反应电场等信息的是拉曼光谱特征峰偏移量，故需要测量待测HEMT器件未加任何电应力时的初始拉曼光谱特征峰值作对照。具体先将直流电源1连接栅源级，将直流电源2连接源漏级，设置Vds＝0V，设置Vgs＝0V，通过位移平台选取待测HEMT器件的任一测量位置作为目标测量位置，利用测量模块测得目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值，将初始拉曼光谱特征峰值记为ω0。
进一步施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，不改变直流电源1和直流电源2的连接，将参数设置改为驱动电压(即漏极和栅极之间的电压)Vds＝0V，开关电压(即栅极和源级之间的电压)Vgs＝-5V，通过对关态待测HEMT器件的当前测量位置(x，y)逐步施加待检测工况的电应力，其中，当前测量位置和参数设置可根据用户需求改变。
其中，施加电应力至稳定是一个过程，当前测量位置的拉曼光谱特征峰值应在施加电应力后的预设时间间隔tf后测定，预设时间间隔tf为电应力施加后拉曼光谱特征峰位不再随时间改变的稳定态时间间隔，同时记未加电应力即无缺陷捕获电子的零时刻记为初始时刻为t0，定义电应力施加至稳定态后的预设时间间隔为tf，tf取值为30分钟。
具体地，在对的当前测量位置(x，y)施加电应力施加过程中进行连续拉曼检测，直至待测HEMT器件内缺陷处将持续捕获电子直至稳定，即造成局部电场反转程度持续增强，使得所测拉曼光谱特征峰持续向左偏移，同时记录当前测量位置(x，y)不同测量时刻的拉曼光谱特征峰偏移量△ω(x，y)，从而得到所测拉曼光谱特征峰偏移量△ω(x，y)与测量时刻的对应关系，和待测HEMT器件缺陷处捕获电子的动态过程。
进一步地，当当前测量位置(x，y)的拉曼光谱特征峰偏移量保持不变时，则说明此时缺陷捕获电子已达到饱和，则认为当前测量位置不存在明显缺陷，待测HEMT器件处于稳定态，此时测量时刻为tf，当前拉曼特征峰偏移量为△ω8，又记为△ωf，利用预设电场强计算公式可以得到当前测量位置(x，y)的电场强度，如图3所示，图3为根据本申请一个实施例的探测激光序列以及待测HEMT器件在被测点的电场变化示意图。
在步骤S102中，改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量。
应当理解的是，由于停止测量当前测量位置(x，y)并关闭施加的电应力后，缺陷捕获的电子并未立刻脱出，需要使待测HEMT器件使其中所有缺陷内捕获的电子脱出至自由态，使得待测HEMT器件恢复至未施加电应力的初始状态。具体使用UV灯照射待测HEMT器件30s后测量当前测量位置(x，y)的当前拉曼光谱特征峰值，记为ωuv，若当前拉曼光谱特征峰值ωuv等于初始拉曼光谱特征峰值ω0，则认为待测HEMT器件已恢复至未施加电应力的初始状态。
进一步地通过调整位移台改变待测HEMT器件的测量位置和探测激光的光斑位置得到待测HEMT器件的多个测量位置，选取不同的测量位置(x’，y’)，重复上述步骤，则可获得待测HEMT器件多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量△ω(x’，y’)。
在步骤S103中，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，并基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，在一些实施例中，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，包括：基于预设电场强计算公式，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，其中，预设电场强计算公式为：
其中，Ez为电场强度，Δωf为拉曼光谱特征峰偏移量，为应变声子势能参数，e和C为中间传递参数。
具体地，基于待测HEMT器件多个位置(x’，y’)测得多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量，根据拉曼光谱特征峰偏移量与电应力的对应关系利用预设电场强计算公式计算得到待测HEMT器件不同位置的瞬态电场变化，从而得到待测HEMT器件全场电场分布Ez(x，y)，如图4所示，图4为对待测HEMT器件进行全场扫描的过程示意图，其中，C33、和e33的值如表1所示：
| Parameter | Value | Unit |
| bE2 | -877±59 | cm-1 |
| C33 | 398±20 | GPa |
| e33 | 0.82 | C/m2 |
进一步地，在一些实施例中，基于电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布，包括：利用预设模拟计算模型计算缺陷浓度与电场强度的对应关系；基于缺陷浓度与电场强度的对应关系推算待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
具体地，首先推算缺陷与拉曼谱峰位偏移的对应关系，即推算缺陷与由拉曼谱峰位偏移计算所得的电场之间的对应关系，为探究缺陷所致电场异化在器件内的显著表现形式，现使用模拟计算软件对进行模拟。
本申请实例根据待测HEMT器件侧面FIB切割图建立了相同尺寸的二维单晶体管模型，如图5所示，模型包含Au合金电极及场板，Si3N4绝缘层，A1GaN垒势层，GaN缓冲层，SiC衬底层及在SiC和GaN之间加入的AlN过渡层，其中源级位于左部，漏极位于右部，栅极位于中间偏源级的位置。建立的计算建模的模型结构如图6所示，为了实现该GaN HEMT器件电特性的模拟，需要加入电相关的物理模型。除了软件自带的基本半导体方程外，本申请实例选用Farahmand Modified Caughey Thomas的迁移率模型、SRH载流子生成复合模型、及A1GaN/GaN层的自发极化模型，极化强度为0.7。
图7展示了基于本申请实施例建立的模拟计算模型的无缺陷关态模拟结果，其中Vds＝0V，Vgs＝-5V。可见在电场作用和自发极化效应下，GaN缓冲层内部存在方向垂直器件平面向下的电场。由图5所示的待测HEMT器件材料GaN晶胞模型可知，GaN内极化方向由N原子指向Ga原子，内建电场与外电场方向相同，即使晶胞受到压缩效果，从而使得所测拉曼光谱特征峰右移，但由于关态电压产生的电场强度较小，此种偏移在拉曼不确定度范围内基本可忽略。
图8展示了建立的模拟计算模型的有缺陷关态模拟结果，其中Vds＝0V，Vgs＝-5V，缺陷位于AlGaN垒势层和GaN缓冲层之间的界面，设置此处的界面态捕获电子约产生Vtrap＝-0.001V的负向电势。如图9所示，由模拟计算结果可知，界面态缺陷捕获电子造成捕获处局部电场相较于无缺陷态反转，产生由GaN缓冲层深处指向缺陷处的电场，场强为-1.9E+5V/cm，与无缺陷时的电场方向相反，从而此处的拉曼特征峰相较于无电应力时向左移。
进一步地，图10展示了在建立的模拟计算模型的有缺陷关态模拟结果中，局部电场反转程度随缺陷密度的变化趋势，从图中可以得到的结论是，随着缺陷密度的增多，界面态捕获电子随之增多，造成局部场强反转程度增强，表现为局部电场强度增大。
综上，缺陷密度与局部场强存在正对应关系，在待测HEMT器件处于无温升状态前提下，可从局部场强的测量结果中反推得到待测HEMT器件在测量处的缺陷密度，从而进一步达成对待测HEMT器件缺陷分布的高空间分辨率全场扫描。
下面推算缺陷与拉曼光谱特征峰偏移量的对应关系，即由拉曼光谱特征峰偏移量推算缺陷所致局部反转电场的电场强度：在本申请实施例中，由于GaN是拥有逆压电效应、热弹性效应的材料，中每个位置的应变通过本构关系与应力、电场与温升产生对应：
εi＝sijσj+αiΔT+dkiEk； (2)
其中，ε为应变，σ为机械应力，E为电场强度，sij为弹性系数，α为热膨胀系数，ΔT为温度，d为压电模量。
根据LPDT理论(Linear potential deformation theory)，材料的每个声子振动模式改变引发的拉曼峰偏移量与应变张量之间的对应关系为：
其中，E2和A1为GaN材料中声子振动的两个模式，在拉曼光谱上显示为不同位置的两个特征峰，a、b、c为声子势能随应变的变化系数，x方向为面内垂直沟道方向，栅极指向漏极为正，y方向为面内平行沟道方向，向里为正，z方向正向为垂直面内向下。
进一步地，通常由于E2峰的特征参数要比A1峰的特征参数清晰且重复性更好，在基于拉曼峰推算温度、应力等测试方法中，往往仅选用E2峰来进行表征。将公式(2)带入公式(3)并展开可得：
其中，可见影响E2峰偏移量的未知参数有六个，分别为σxx，σyy，σzz，σxy，Ez和△T。
进一步地，对上式进行简化：
(1)由于GaN缓冲层表现为线性压电材料，则除去沟道边缘附近的区域内，xy平面中的剪切应力即σxy是可忽略不计的，产生的剪切应变εxy可忽略不计。
(2)在大多数实验中，GaN缓冲层的厚度要比AlGaN垒势层的厚度高三个数量级，故认为GaN缓冲层是自由膨胀或收缩的，存在自由的应变，即沿垂直xy面的法相不受因膨胀和收缩导致的机械应力，即σzz可忽略不计。
(3)Xy面内的应力分析由器件结构决定，由于HEMT结构的固有不对称性，电场Ez在x方向(沿沟道方向)是显著变化的，而y方向(平行于沟道方向)是几乎恒定的，因此σxx和σyy不相等。在xy平面内存在的这两种不对称的应力分量将导致E2特征峰存在分裂，表现为特征峰位置处存在明显的多峰形式，而目前已有的实验表明这种分裂在实验不确定度内是难以被检测得到的。因此，可认为在xy平面内的这两种应力的差异程度可忽略不计，即σxx-σyy≈y，εxx-εyy≈y。
(4)在器件关态下，温升效应可忽略不计，即△T等于0；
(5)与平面内应力相比，有垂直电场引发的法相应力和应变拥有更高的强度，故εzz远远大于εxx，εyy，认为后者忽略不计。
因此，公式(3)由上述简化后可表示为：
同时，由公式(2)在关态无温升的工况下可用以计算应力：
σi＝Cijεj-ekiEk； (7)
Cij＝1/sij
ekj＝dki/sji； (8)
则σzz可经简化后表示为：
σzz＝C33εzz-e33Ez； (9)
又因为器件GaN缓冲层为自由伸缩膨胀，即存在应变而不存在由应变引发的机械应力：
σzz≈0
得
同时，由公式(2)经简化计算σxx可得：
σxx＝C12εyy+C13εzz-e31Ez-e21Ey； (11)
其中，y方向上的应变和电场在除去电机边缘的区域被忽略不计，则：
σxx＝C13εzz-e31Ez； (12)
将公式(10)带入公式(12)可得：
综上，可从拉曼光谱特征峰偏移量中获得所检测处的电场强度(公式10)，面内应力(公式13)及法相应变(公式6)。
可选地，在一些实施例中，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，还包括：施加多个预设频率的电应力至待测HEMT器件，并探测待测HEMT器件在每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量；根据每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应电应力下缺陷捕获电子的响应特性。
其中，预设频率为预设的安全阈值可以是用户预先设定的阈值，可以是通过有限次实验获取的阈值，也可以是通过有限次计算机仿真得到的阈值，在此不做具体限定。
应当理解的是，由于缺陷捕获电子的效率与引发缺陷电应力的频率有直接关系，不同频率的电应力将表现出不同的捕获电子的能力，从而引发不同程度的电场反转，根据探测的拉曼光谱特征峰偏移量随通电频率的对应关系，可以推算待测HEMT器件缺陷的频率响应特性。
具体地，通过将信号发生器设置为多个预设频率，以使信号发生器对待测HEMT器件施加的电应力呈同频率变化，并移除其中直流电源1，通过探测激光连续探测高频电应力施加下待测HEMT器件内电场的变化，可获得缺陷在高频电应力下的特殊响应。
举例地，对待测HEMT器件施加多个预设频率为f的电应力，重复步骤S101-S102获得测量位置缺陷对该频率电应力的响应结果，表现为拉曼光谱特征峰偏移量为△ωHZ(x，y)，结合预设模拟计算模型进行模拟计算，可推算不同频率的电应力工况下缺陷捕获电子的响应特性。
可选地，在一些实施例中，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，还包括：在多个预设温度下施加电应力至待测HEMT器件，并探测待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量；根据待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应的电应力下缺陷捕获电子的响应特性。
其中，预设温度为预设的安全阈值可以是用户预先设定的阈值，可以是通过有限次实验获取的阈值，也可以是通过有限次计算机仿真得到的阈值，在此不做具体限定。
可以理解的是，由于缺陷捕获电子的效率与待测HEMT器件处于的温度工况有直接关系，不同温度将致使缺陷表现出不同的捕获电子的能力，从而引发不同程度的电场反转，根据探测的拉曼光谱特征峰偏移量随温度的对应关系，可以推算待测HEMT器件缺陷的温度响应特性。
具体地，通过将温控腔设置为多个预设温度，以使待测HEMT器件在不多个预设温度下被施加电应力，通过探测激光连续探测高温工况下电应力施加下待测HEMT器件内电场的变化，可获得缺陷在高温电应力下的特殊响应。
举例地，将待测HEMT器件放置于温度为T的恒温环境，重复步骤S101-S102，将获得测量位置缺陷对温度的响应结果，表现为拉曼光谱特征峰偏移量为△ωT(x，y)，结合预设模拟计算模型进行模拟计算，可推算不同温度工况下缺陷捕获电子的响应特性。
需要说明的是，针对不同频率和温度工况下的电子器件，可以实现其缺陷特殊响应结果的测量，并适用于包含但不限于HEMT的其他电子器件。
为使得本领域技术人员进一步理解本申请实施例的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，下面结合具体实施例进行详细阐述，如图11所示：
S1，选取待测HEMT器件的任一测量位置，在器件未通电的工况下测得其初始拉曼光谱特征峰值；
具体地，先将101-直流电源1连接栅源级，将102-直流电源2连接源漏级，设置Vds＝0V，设置Vgs＝0V，通过202-位移平台选取待测HEMT器件的任一测量位置，记坐标为(x，y)，通过测量模块测得其初始拉曼光谱特征峰值，将测量结果记为ω0；
S2，对关态器件施加待检测工况的电应力，将电应力开启时刻记为零时刻；
具体地，对关态待测HEMT器件施加待检测工况的电应力，不改变101-直流电源1和102-直流电源2的连接，将参数设置改为Vds＝0V，Vgs＝-5V，将此时记为零时刻t0，测量位置和参数设置可由用户根据需求改变；
S3，对待测HEMT器件的选定测量位置进行连续拉曼检测，记录所测拉曼光谱特征峰偏移量与测量时刻的对应关系，当待测HEMT器件的选当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量不再改变，停止当前测量位置的测量；
具体地，对待测HEMT器件的当前测量位置(x，y)进行连续拉曼检测，分别取15s，30s，60s，120s，300s，600s，900s及1800s测量时刻，记录拉曼光谱特征峰值分别为ω1至ω8，与初始拉曼光谱特征峰值ω0相减得到拉曼光谱特征峰偏移量，分别为△ω1至△ω8，对应的测量时刻分别为t1至t8，△ω8又记为△ωf，t8又记为tf，并计算稳态时待测HEMT器件测量位置(x，y)的电场强度；
S4，将待测HEMT器件置于2W紫外光下30s，测量选定位置的拉曼光谱，确认所测拉曼光谱特征峰已恢复至初始拉曼光谱特征峰的位置；
具体地，将待测HEMT器件置于206-UV灯下30s，测量选定位置(x，y)的拉曼光谱，记为ωuv，确认所测拉曼光谱的特征峰已恢复至初始拉曼光谱的特征峰位置，即ωuv＝ω0；
S5，改变待测HEMT器件的测量位置，迭代步骤S1至S5，测得待测HEMT器件多个位置的瞬态拉曼光谱变化；
S6，根据拉曼光谱特征峰偏移量与电场的对应关系，测得待测HEMT器件多个位置的电场分布；
具体地，使用位移平台调整不同的测量位置(x’，y’)，重复上述步骤，获得待测器件多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量△ω(x’，y’)，根据预设电场强计算公式计算多个位置的电场强度；
S7，根据电场强度测量结果，结合预设模拟计算模型模拟计算，推算多个位置处的缺陷浓度；
具体地，待测HEMT器件测量位置(x’，y’)的缺陷密度由模拟计算进行拟合计算，由此获得待测HEMT器件全场缺陷的浓度和位置分布扫描结果。
需要说明的是，本申请实施例提出的测量缺陷引起电场变化的原理可广泛应用于本领域及与之相关的其它领域，可以采用其它多种具体实施方式实施本申请。例如，基于以上方法，仍使用探测激光测量待测装置拉曼光谱变化，并基于拉曼光谱的特性分析包含并不限于HEMT器件的其他器件缺陷浓度及位置分布；或基于以上方法，通过使用探测激光测量待测装置拉曼光谱变化，获得器件不同位置结构的信息，例如测量局部电场集中现象。
根据本申请实施例提出的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量，改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。由此，解决了现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题，实现了针对关态器件被施加电应力工况下的非接触式、高空间分辨率的瞬态电场变化和分布测量，进而实现对器件的非接触式、高空间分辨率的缺陷分布和浓度测量。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置。
图12是本申请实施例的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置的方框示意图。
如图12所示，该基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置10包括：检测模块100、扫描模块200和计算模块300。
其中，检测模块100，用于对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；扫描模块200，用于改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；计算模块300，用于根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，并基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，在一些实施例中，检测模块100，还用于：选取待测HEMT器的目标测量位置，在待测HEMT器件未通电工况下测量目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
可选地，在一些实施例中，计算模块300，还用于：基于预设电场强计算公式，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，其中，预设电场强计算公式为：
其中，Ez为电场强度，Δωf为拉曼光谱特征峰偏移量，为应变声子势能参数，e和C为中间传递参数。
可选地，在一些实施例中，计算模块300，还用于：利用预设模拟计算模型计算缺陷浓度与电场强度的对应关系；基于缺陷浓度与电场强度的对应关系推算待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
可选地，在一些实施例中，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置10，还包括：第一探测模块，用于施加多个预设频率的电应力至待测HEMT器件，并探测待测HEMT器件在每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量；第一获取模块，用于根据每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应电应力下缺陷捕获电子的响应特性。
可选地，在一些实施例中，上述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置10，还包括：第二探测模块，用于在多个预设温度下施加电应力至待测HEMT器件，并探测待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量；第二获取模块，用于根据待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应的电应力下缺陷捕获电子的响应特性。
需要说明的是，前述对基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，并基于拉曼光谱特征峰值确定当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量，改变待测HEMT器件的测量位置，得到待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量，根据多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与电应力计算多个位置的电场强度，基于多个位置的电场强度得到待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。由此，解决了现有的缺陷测量方法尚不能实现HEMT器件缺陷分布和浓度的高空间分辨率测量的问题，实现了针对关态器件被施加电应力工况下的非接触式、高空间分辨率的瞬态电场变化和分布测量，进而实现对器件的非接触式、高空间分辨率的缺陷分布和浓度测量。
图13为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器1301、处理器1302及存储在存储器1301上并可在处理器1302上运行的计算机程序。
处理器1302执行程序时实现上述实施例中提供的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口1303，用于存储器1301和处理器1302之间的通信。
存储器1301，用于存放可在处理器1302上运行的计算机程序。
存储器1301可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器1301、处理器1302和通信接口1303独立实现，则通信接口1303、存储器1301和处理器1302可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent Interconnect，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器1301、处理器1302及通信接口1303，集成在一块芯片上实现，则存储器1301、处理器1302及通信接口1303可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器1302可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得所述当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值，且基于所述拉曼光谱特征峰值确定所述当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；
改变所述待测HEMT器件的测量位置，得到所述待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；
根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，并基于所述多个位置的电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，包括：
选取所述待测HEMT器件的目标测量位置，在所述待测HEMT器件未通电工况下测量所述目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，包括：
基于预设电场强计算公式，根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，其中，所述预设电场强计算公式为：
其中，Ez为电场强度，Δωf为拉曼光谱特征峰偏移量，为应变声子势能参数，e和C为中间传递参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布，包括：
利用预设模拟计算模型计算所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系；
基于所述缺陷浓度与所述电场强度的对应关系推算所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
施加多个预设频率的电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量；
根据所述每个预设频率的电应力下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在多个预设温度下施加所述电应力至所述待测HEMT器件，并探测所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量；
根据所述待测HEMT器件在每个预设温度下的拉曼光谱特征峰偏移量得到对应的电应力下所述缺陷捕获电子的响应特性。
7.一种基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于对待测高电子迁移率晶体管HEMT器件进行拉曼光谱检测，施加电应力至HEMT器件的当前测量位置，并在预设时间间隔后获得所述当前测量位置在施加电应力后的拉曼光谱特征峰值且基于所述拉曼光谱特征峰值确定所述当前测量位置的拉曼光谱特征峰偏移量；
扫描模块，用于改变所述待测HEMT器件的测量位置，得到所述待测HEMT器件的多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量；
计算模块，用于根据所述多个位置的拉曼光谱特征峰偏移量与所述电应力计算所述多个位置的电场强度，并基于所述多个位置的电场强度得到所述待测HEMT器件的缺陷浓度和缺陷分布。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述检测模块，还用于：
从所述待测HEMT器件选取目标测量位置，在所述待测HEMT器件未通电工况下测量所述目标测量位置的初始拉曼光谱特征峰值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；
其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求1-6中任一所述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的基于拉曼测量HEMT缺陷浓度及位置表征的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410096176.5A CN117949431A (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 基于拉曼测量hemt缺陷浓度及位置表征的方法、装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410096176.5A CN117949431A (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 基于拉曼测量hemt缺陷浓度及位置表征的方法、装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117949431A true CN117949431A (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=90804893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410096176.5A Pending CN117949431A (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 基于拉曼测量hemt缺陷浓度及位置表征的方法、装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117949431A (zh) |
-
2024
- 2024-01-23 CN CN202410096176.5A patent/CN117949431A/zh active Pending
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