[發明專利]圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量結構和方法

在審

• 申請號: 202011311567.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112466769A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 鄭雪峰;馬曉華;龔星星;張豪;王沖;呂玲;馬佩軍;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L29/778
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量結構，其特征在于，包括HEMT器件和多個歐姆電極；

所述HEMT器件的勢壘層上刻蝕有環形凹槽，所述環形凹槽的圓心與柵極重合，分布于所述HEMT器件的柵極和漏極之間的勢壘層中，且與所述多個歐姆電極一一對應；

所述多個歐姆電極為圓柱環形，插入所述凹槽中，穿透所述勢壘層；

所述歐姆電極的分布情況為：從柵極開始，從第1個至第n個電極與柵極的距離分別為L₁、L₂、L₃、……、L_n-1、L_n，所述歐姆電極的長度小于L₁～L_n之中的最小值；

所述歐姆電極的厚度與所述HEMT器件的漏極的厚度相等。

2.根據權利要求1所述的圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量結構，其特征在于，所述圓形電容結構的測試HEMT器件溝道區電場分布的結構通過如下步驟制作：

在HEMT器件的表面均勻地涂上光刻膠；

使用掩膜版掩膜并曝光，將曝光后的所述被測HEMT器件進行顯影；

使用等離子刻蝕機在所述被測HEMT器件的勢壘層上刻蝕環形凹槽，刻蝕位置位于所述柵極和所述漏極之間，且環形凹槽的圓心與所述的HEMT器件的柵極重合；所述環形凹槽深度與所述勢壘層厚度相同；

在蒸發臺中對HEMT器件表面進行金屬蒸發，在所述勢壘層的環形凹槽中淀積制備歐姆電極，所蒸發的金屬材料與所述HEMT器件的漏極的材料相同；

對金屬蒸發完成的HEMT器件進行剝離，將多余的光刻膠和金屬材料去除，隨后在氮氣氛圍下進行高溫快速熱退火，形成插入所述環形凹槽的圓柱環形的歐姆電極。

3.一種圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量方法，其特征在于，應用于權利要求1或2所述的測試圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量結構；包括如下步驟：

接通測量電路之后，測量每個歐姆電極到接地端之間的電壓值；所述測量電路包括所述HEMT器件溝道區電場分布測試圖形、電壓表、柵極電壓源和漏極電壓源；所述電壓表一端接地，另一端與所述歐姆電極分別連接；所述柵極電壓源一端連接所述柵極，另一端接地；所述漏極電壓源一端連接所述漏極，另一端接地；

根據每個歐姆電極到接地端之間的電壓值，計算相鄰歐姆電極之間的電場強度，進一步獲得柵極到漏極之間的溝道區的電場強度分布。

4.根據權利要求3所述的圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量方法，其特征在于，所述相鄰電極之間的電場強度通過下述公式計算：

其中，E₁、E₂……E_n-1、E_n為從柵極開始第2歐姆個電極到第1個歐姆電極之間的電場強度、第3個歐姆電極到第2個歐姆電極之間的電場強度、……、第n個歐姆電極到第n-1個歐姆電極之間的電場強度、漏極到第n個電極之間的電場強度；L₁、L₂、L₃、……、L_n-1、L_n為從柵極開始，從第1個歐姆電極至第n個歐姆電極與柵極的距離；L_DG為所述柵極和所述漏極之間的間距。

5.根據權利要求3所述的圓形電容結構的HEMT器件溝道區電場分布測量方法，其特征在于，所述電壓表設置有一個；所述測量電路接通之后，測量每個歐姆電極到接地端之間的電壓值的步驟，具體包括：

導通所述電壓表與待測歐姆電極之間的電路；

測量待測歐姆電極與接地端之間的電壓值；

斷開所述電壓表與待測歐姆電極之間的電路。