[發(fā)明專利]一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911193449.3
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110907792A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭紅霞;董世劍;琚安安;潘霄宇;秦麗;郭維新;張鳳祁;鐘向麗;歐陽曉平;郝蕊靜;李波
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01N27/24
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法，其特征在于，包括：確定GaN輻照缺陷能級的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

步驟1改變測試的溫度條件和/或光子能量條件，獲得不同所述溫度條件和/或不同所述光子能量條件下待測樣品的電容值；

步驟2：根據(jù)不同的脈沖信號接收所述電容值；

步驟3：將不同所述溫度條件的不同時(shí)間寬度下的所述電容值進(jìn)行計(jì)算獲得DLTS譜；將不同所述光子能量條件的不同所述時(shí)間寬度下的所述電容值進(jìn)行計(jì)算獲得DLOS譜；

步驟4：對所述DLTS譜和所述DLOS譜進(jìn)行缺陷能級分析，獲得分析結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法，其特征在于，所述電容值為所述待測樣品的肖特基結(jié)產(chǎn)生的瞬態(tài)電容值，在所述步驟3中根據(jù)所述電容值計(jì)算得到所述不同溫度條件下所述電容值隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)和所述不同光子能量條件下所述電容值隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)；根據(jù)所述變化數(shù)據(jù)獲得所述DLTS譜和/或所述DLOS譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法，其特征在于，所述步驟4中對所述電容值進(jìn)行分析的方法包括：

步驟41：選擇t₁～t₂時(shí)間范圍，計(jì)算所述不同溫度條件下所述電容值的變化值ΔC＝C(t₁)-C(t₂)，得到所述DLTS曲線；計(jì)算所述不同光子能量條件下所述電容值的所述變化值ΔC，得到所述DLOS曲線；

步驟42：根據(jù)所述DLTS曲線和所述DLOS曲線可得ΔC(t,T)為隨著時(shí)間t和溫度T變化的所述電容值，其中所述DLTS曲線和所述DLOS曲線具有峰值變化，所述峰值對應(yīng)的陷阱發(fā)射時(shí)間τ通過測試時(shí)間率窗t₁和t₂計(jì)算獲得

同時(shí)得到所述待測樣品的所述陷阱發(fā)射時(shí)間為：

其中E_T-E_V為陷阱能級；σ為俘獲截面；γ為與材料有關(guān)的常數(shù)；k表示玻爾茲曼常數(shù)。

步驟43：通過選擇不同的所述時(shí)間得到ln(τT²)和1/T的對應(yīng)值，得到以1/T為橫坐標(biāo)，ln(τT²)為縱坐標(biāo)的Arrhenius曲線，其中，所述Arrhenius曲線的斜率為陷阱激活能E_a，所述Arrhenius曲線的截距為俘獲截面σ_n。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法，其特征在于，所述待測樣品中每個(gè)陷阱的存在是通過所述DLTS曲線和所述DLOS曲線的正負(fù)峰來顯示的，所述峰的正負(fù)號表示是多子陷阱還是少子陷阱，正峰表示少子陷阱，負(fù)峰表示多子陷阱，所述峰值的高度與陷阱濃度成正比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DLTS結(jié)合DLOS確定GaN輻照缺陷能級的方法，其特征在于，所述步驟4中對所述電容值的計(jì)算過程是對每個(gè)所述溫度條件下不同時(shí)間寬度t_w內(nèi)的所述電容值進(jìn)行所述傅里葉變換，公式如下：

U_n＝(e_nt_w)²+(2πn)² (5)

其中，C表示所述電容值；a₀，a_n，b_n為傅里葉系數(shù)；U_n表示脈沖電壓；S表示電容變化量；n表示測量次數(shù)；C₀表示t₀時(shí)刻采集的第一個(gè)瞬態(tài)電容值；e_n表示電子的發(fā)射率；t表示時(shí)間；N_T表示陷阱濃度；N₀表示初始陷阱濃度；通過上述公式(1)-(6)獲得所述電子的發(fā)射率e_n。