[發明專利]GaN基器件肖特基接觸可靠性的評價方法

有效

• 申請號: 201410005400.1
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103728545B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 趙妙;劉新宇;鄭英奎;李艷奎;歐陽思華
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及GaN基器件可靠性評價技術領域，尤其涉及一種GaN基器件肖特基接觸可靠性的評價方法。

背景技術

GaN材料作為寬帶隙的材料，具有擊穿電壓高，飽和電子漂移速度高，熱穩定性優良等優點，在高壓、高溫、大功率器件的軍用和民用領域具有廣泛的應用前景。而在GaN基器件的研制中，肖特基接觸是關鍵技術之一。

肖特基接觸是指金屬和半導體材料接觸的時候，在界面處，半導體的能帶彎曲，形成肖特基勢壘，從而達到整流特性。在肖特基接觸的制備中，金屬組分的選擇和半導體材料表面處理的優良直接影響肖特基接觸的質量，其質量的優劣直接決定了GaN基器件溝道中二維電子氣（2DEG）的調控能力和器件的性能。

例如，如果肖特基接觸的質量較差，肖特基的方向漏電過大，不僅會降低GaN基器件的功率，增大噪聲，還會嚴重降低GaN基器件的可靠性。因此，在肖特基接觸完成之后，對其質量和可靠性進行有效評價，將有利于發現肖特基接觸制備中的缺陷，并進行相應的改進，以提升GaN基器件的性能和可靠性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種GaN基器件肖特基接觸可靠性的評價方法，以在肖特基接觸完成之后，對其質量和可靠性進行評價，從而有利于發現肖特基接觸制備中的缺陷，并進行相應的改進，以提升GaN基器件的性能和可靠性。

為解決上述問題，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種GaN基器件肖特基接觸可靠性的評價方法，所述GaN基器件包括GaN基半導體結構和位于所述GaN基半導體結構表面的金屬結構，該方法包括：

采集所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線；

根據所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線，獲得所述待測GaN基器件的串聯電阻隨溫度的變化曲線及其肖特基勢壘高度與理想因子之間的關系曲線；

采集所述待測GaN基器件在不同頻率下的電容-電壓特性曲線；

根據所述待測GaN基器件在不同頻率下的電容-電壓曲線，獲得所述待測GaN基器件的頻散關系；

根據所述待測GaN基器件的串聯電阻隨溫度的變化曲線、肖特基勢壘高度與理想因子之間的關系曲線以及所述待測GaN基器件的頻散關系，對所述待測GaN基器件肖特基接觸的可靠性進行評價。

優選的，采集所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線包括：

將待測GaN基器件固定在高低溫探針臺的密閉腔內；

通過所述高低溫探針臺將所述待測GaN基器件的溫度調節至不同的第一預設溫度，采集所述待測GaN基器件在不同第一預設溫度下的電流-電壓特性曲線，從而獲得所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線。

優選的，通過所述高低溫探針臺將所述待測GaN基器件的溫度調節至不同的第一預設溫度，采集所述待測GaN基器件在不同第一預設溫度下的電流-電壓特性曲線包括：

通過所述高低溫探針臺將所述待測GaN基器件的溫度調節至不同的第一預設溫度；

保持所述待測GaN基器件的溫度穩定在所述第一預設溫度預設時間后，采集所述待測GaN基器件在第一預設溫度下的電流-電壓特性曲線，從而獲得所述待測GaN基器件在不同第一預設溫度下的電流-電壓特性曲線。

優選的，所述第一預設溫度的范圍為-50℃-125℃，所述第一預設溫度的精度為0.1℃，且相鄰兩個第一預設溫度之間的溫度梯度為25℃。

優選的，所述預設時間為3分鐘；所述待測GaN基器件的柵極電壓范圍為-10V-2V，包括端點值。

優選的，根據所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線，獲得所述待測GaN基器件的串聯電阻隨溫度的變化曲線及其肖特基勢壘高度與理想因子之間的關系曲線包括：

根據所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線，利用公式：獲得所述待測GaN基器件中肖特基的勢壘高度隨溫度的變化曲線；

根據所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線，利用公式：獲得所述待測GaN基器件的理想因子隨溫度的變化曲線；

根據所述待測GaN基器件的勢壘高度隨溫度的變化曲線和理想因子隨溫度的變化曲線，獲得所述待測GaN基器件的勢壘高度與理想因子之間的關系曲線；

根據所述待測GaN基器件在不同溫度下的電流-電壓特性曲線，利用公式：獲得所述待測GaN基器件的串聯電阻隨溫度的變化曲線；