[發明專利]一種半導體電極歐姆接觸電阻參數提取方法

有效

• 申請號: 201711344193.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108170910B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 黃火林;孫仲豪;曹亞慶;李飛雨;胡禮中
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 裴毓英

1.一種半導體電極歐姆接觸電阻參數提取方法，其特征在于，

第一步：設計并制作電極

在半導體材料表面設計并制作一系列間距都為d，寬度不同，分別為W₁,W₂……W_n的電極對；

第二步：電流-電極寬度關系建模

當對第n對相鄰電極進行I-V測試時，其電阻可表示為：

R_n＝2R_Mn+2R_Cn+R_S?公式(1)

其中R_Mn為第n對電極中，單個電極金屬本身電阻，因金屬本身電阻值遠小于公式1中的后兩項，在本模型中忽略其影響；R_Cn為第n對電極中，單個電極金屬下方接觸電阻總和，包括金-半接觸界面電阻和電極界面下方半導體接觸電阻兩部分；R_S為接觸電極之間半導體電阻，在本模型中電極間距d保持不變，其為定值；其中金屬下方接觸的電壓u(x)與電流i(x)分布規律遵從下面的基本均勻傳輸線方程：

通過求解上述方程，并將邊界條件代入通解可得：

進而得到總電阻：

其中R_S1和R_S2分別為接觸電極之間半導體方塊電阻和接觸電極下方半導體方塊電阻；ρ_C為金-半接觸的比接觸電阻率；l為電極長度；d為電極對間距；W_n為第n個電極對中單個電極的寬度；

當對第n對電極進行電學I-V測試時，其電流I_n與W_n的關系表示為：

第三步：核心參數獲取

對于公式(5)，若將I_n視為因變量，W_n視為自變量，其它不相關量均視為常量，U為測量電壓，l為電極長度，可以直接帶入數值，則可將函數關系表示為：

其中對應關系如下：

另外，通過繪制該函數，可知該函數存在最大值，即I_max；取coth(W_n·b)≈1時，I_n最大，即這樣只要通過數學上簡單的函數擬合便可以確定a，b，c三個未知量；

測量每一對電極中的I-V特性曲線，取在同一電壓U下的電流分別為I₁，I₂......I_n；繪制在該電壓下的電流I_n與電極寬度W_n的圖像I_n-W_n，并根據繪制圖像擬合出非線性函數其中兩個相關參數，U為測量電壓，l為電極長度，直接代入；利用Excel或Matlab軟件，擬合曲線從而獲得未知參數a，b，c的數值，由此可直接計算得到目標電學參數ρ_C，R_S1，R_S2及I_max的數值，其對應關系展示如下：