[發(fā)明專利]金屬半導體接觸的非線性傳輸線模型及參數(shù)的擬合方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410258872.8
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104035017A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何凱;陳星;李楊;張勤耀;王建新;林春;周松敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

1.一種金屬半導體接觸的非線性傳輸線模型，它包括反映金屬半導體接觸整流相應(yīng)的肖特基結(jié)、接觸電阻ρ_c和金屬電極下的半導體薄膜材料，其特征在于：所述的金屬半導體接觸的非線性傳輸線模型用來模擬單個矩形電極上的電流、電壓分布，電流沿電極長度方向在電極下半導體材料中流動，電流經(jīng)由支路從半導體材料流入金屬電極中，支路由所述的肖特基結(jié)和所述的接觸電阻ρ_c串聯(lián)組成；

所述的肖特基結(jié)的電流-電壓關(guān)系為：

J(Vs)=A*T2exp(-βφ)[exp(βVsn)-exp(βVsn′)]---(1)]]>

其中，n為理想因子，n’為數(shù)字因子，滿足：n^-1+n′^-1＝1，β＝q/(k_BT)，A*為Richardson常數(shù)，q為單位電荷，k_B為玻爾茲曼常數(shù)，T為溫度，φ為勢壘高度，V_s為肖特基結(jié)上的電壓降；ρ_sk為金屬電極下半導體材料的薄膜電阻率。

2.一種基于權(quán)利要求1所述的一種金屬半導體接觸的非線性傳輸線模型的物理參數(shù)的擬合方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)測量半導體薄膜材料上雙矩形電極的I-V曲線，兩電極尺寸相同，長L、寬W，并且兩電極寬邊平行對稱排列，電極間距d＜＜W；

(2)利用關(guān)系式R＝dV/dI獲得R-V曲線；

(3)利用非線性傳輸線模型計算測試結(jié)構(gòu)的理論R-V曲線，具體步驟如下：

(3-1)非線性傳輸線模型滿足如下的微分方程組：

dVsdx=-ρskwI1+ρcJ′(Vs)dIdx=-wJ(Vs)---(2)]]>

其中：x為電極長L方向上的空間位置坐標，規(guī)定電流流進或流出電極的位置x＝0，I(x)和V_s(x)分別表示在位置x處從半導體流入金屬電極的電流和此處肖特基結(jié)上的分壓，而此處金屬半導體接觸上的電壓降V(x)可以由下式計算得到：

V(x)＝V_s(x)+ρ_cJ(V_s(x))(3)

微分方程組(2)的邊界條件為V_s(x＝0)＝V_s0，I(x＝L)＝0，單電極的電流-電壓特性可以由1(x＝0)和V(x＝0)給出；

(3-2)雙矩形電極的測試結(jié)構(gòu)可分解為一對反向的單電極非線性傳輸線結(jié)構(gòu)和串聯(lián)阻抗，所述的串聯(lián)阻抗包括電極間半導體材料的阻抗和測試系統(tǒng)阻抗。當給定總的偏壓V_t后，根據(jù)流經(jīng)三者的電流大小相同和三者分壓和為V_t的條件，可求解出電流I，通過數(shù)值微分就得到測試結(jié)構(gòu)的理論動態(tài)電阻-電壓曲線；

(4)利用模擬退火遺傳算法擬合金屬半導體接觸的物理參數(shù)，即勢壘高度φ、理想因子n、非線性傳輸線模型中的比接觸電阻ρ_c和電極下半導體材料的薄膜電阻率ρ_sk。