[發明專利]基于MIS-HEMT的邊界陷阱的能量分布測試方法及系統

有效

• 申請號: 202010776999.4
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112098790B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 高汭;賀致遠;陳義強;林曉玲;路國光
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所（（工業和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 楊明莉

1.一種基于MIS-HEMT(Metal-Insulator-Semiconductor?High?Electron?MobilityTransistor，金屬-絕緣體-半導體高電子遷移率晶體管)的邊界陷阱的能量分布測試方法，其特征在于，包括：

對所述MIS-HEMT的柵極施加正向電壓應力進行充電，至充電完畢；

通過多個放電過程對所述MIS-HEMT進行充分放電，并在每一放電過程中均執行以下步驟：

降低施加在所述MIS-HEMT的柵極的正向電壓應力；

采用spot-Id?sense技術監測所述MIS-HEMT的放電過程，獲取所述MIS-HEMT的當前電流；

根據所述當前電流以及MIS-HEMT的初始電流，確定電流改變量，并根據所述電流改變量確定所述MIS-HEMT的當前閾值電壓漂移量。

2.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，根據預設電壓改變量，降低施加在所述MIS-HEMT的柵極的正向電壓應力。

3.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，在每一所述放電過程中，周期性利用測試電壓替換所述正向電壓應力，同時為所述MIS-HEMT的漏極提供漏極電壓，以及將所述MIS-HEMT的源極接地，并檢測所述MIS-HEMT的當前電流。

4.如權利要求3所述的測試方法，其特征在于，所述測試電壓范圍為(V_th-0.2,V_th+0.2)，其中，所述V_th為所述MIS-HEMT的閾值電壓。

5.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，還包括：

根據所述閾值電壓漂移量計算邊界陷阱的累計密度分布；

對所述邊界陷阱的累計密度分布進行一階微分，得到所述MIS-HEMT的邊界陷阱的能量分布。

6.如權利要求5所述的測試方法，其特征在于，計算邊界陷阱的累計密度分布的公式為：

其中，其中N_trap是邊界陷阱的累積密度分布，是SiN_x介質層的介質電容，是SiN_x介質層的介電常數，ε₀是真空介電常數，是SiN_x介質層厚度，ΔV_th為所述閾值電壓漂移量。

7.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，還包括：根據在當前放電過程中獲取的多個閾值電壓漂移量之間的最大差值，以及在判定所述最大差值小于預設值時，判定所述MIS-HEMT已放電完畢，并結束檢測過程。

8.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，多個所述放電過程的時長相同。

9.一種基于MIS-HEMT(Metal-Insulator-Semiconductor?High?Electron?MobilityTransistor，金屬-絕緣體-半導體高電子遷移率晶體管)的邊界陷阱的能量分布測試系統，其特征在于，包括，

充放電裝置，用于在充電過程中提供對所述MIS-HEMT的柵極施加正向電壓應力進行充電；以及在放電過程中降低施加在所述MIS-HEMT的柵極的正向電壓應力；和

檢測裝置，基于spot-Id?sense技術監測所述MIS-HEMT的放電過程，獲取所述MIS-HEMT的當前電流；以及，根據所述當前電流以及MIS-HEMT的初始電流，確定電流改變量，并根據所述電流改變量確定所述MIS-HEMT的當前閾值電壓漂移量。

10.如權利要求9所述的測試系統，其特征在于，在每一所述放電過程中，所述檢測裝置周期性提供測試電壓以替換所述正向電壓應力，同時為所述MIS-HEMT的漏極提供漏極電壓，以及將所述MIS-HEMT的源極接地，并檢測所述MIS-HEMT的當前電流。