[发明专利]半导体器件漏电流检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及半导体器件漏电流的检测方法。

背景技术

当前，半导体器件的功率损耗，尤其是由于器件本身原因造成的静态功率损耗是电路设计时所要考虑的主要问题。大的静态功率损耗会严重影响器件的性能，由此，如何进行器件静态功率损耗的检测已成为设计人员亟待解决的首要问题。

实际生产中，由于制程因素限制，在实际器件内部会产生一定的缺陷，这些缺陷会在实际器件工作时产生寄生效应，等同于在实际器件内部形成有寄生器件。通常，此寄生器件的阈值电压低于理想器件的阈值电压，所述理想器件内无寄生效应，即在理想器件开启前，寄生器件已开启，造成实际器件在亚阈值区的漏极电流的增大，相当于实际器件的漏电流增加，导致实际器件在待机状态也会发生电流的泄漏，进而引起实际器件静态功率损耗，影响实际器件的性能，严重时，甚至会导致电路失效。

由于器件处于亚阈值状态时，漏极电流较小，为清晰地表明器件漏极电流与栅极电压的对应关系，本申请文件内将器件的漏极电流与栅极电压关系曲线对应的漏极电流Id均取为对数坐标。

图1为理想器件漏极电流与栅极电压关系曲线示意图，如图1所示，理想器件的漏极电流Id为栅极电压V_G的单调增加函数，在亚阈值区内，V_G＜V_T(阈值电压)，漏极电流Id随栅极电压V_G的增加迅速增大；器件进入饱和区后，V_G＞V_T，Id随V_G的增加上升缓慢；然而，由于器件内部缺陷的存在，实际器件的漏极电流Id并非为栅极电压V_G的单调增加函数，图2为实际器件漏极电流与栅极电压关系曲线示意图，如图2所示，在亚阈值区内，V_G＜V_T，漏极电流Id随栅极电压V_G的增加而迅速增大，但此实际器件漏极电流与栅极电压关系曲线却并非为单调增加的函数曲线，而是在此亚阈值区域内存在一拐点。研究发现，此拐点的出现可用以证明实际器件工作时存在寄生效应，即实际器件漏极电流与栅极电压关系曲线可视为由理想器件漏极电流与栅极电压关系曲线与寄生器件漏极电流与栅极电压关系曲线复合而成的函数曲线。由此，研究此拐点附近区域的实际器件漏极电流Id的变化，即对此拐点附近亚阈值区域内的实际器件的漏电流进行研究，可用以分析实际器件内寄生效应产生的漏电流是否会影响到器件性能。

申请号为“96106893.0”的中国专利申请文件中提供了一种测量半导体器件结区漏电流的方法，采用此方法可以测量半导体器件结区漏电流，但此方法的应用依赖于特定的器件制造工艺，且结区漏电流的测量在器件完成前进行，无法检测经由不同制程的完整器件的漏电流，且此专利申请文件中也未提供明确的器件漏电流的检测方法，无法判断最终形成的半导体器件的漏电流是否满足产品要求。由此，急需一种更具一般性的半导体器件漏电流检测方法，可对经由不同制程的实际器件的漏电流进行检测，以判断器件漏电流是否超出产品要求。

发明内容

本发明提供了一种半导体器件漏电流检测方法，可检测出器件的漏电流是否超出产品要求。

本发明提供的一种半导体器件漏电流检测方法，包括：

获得漏极电流与栅极电压关系曲线；

将所述漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第一峰值和第二峰值的跨导与栅极电压关系曲线；

计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；

将所述比值与预设判别标准比较，若所述比值符合预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响满足产品要求；若所述比值超出预设判别标准，则判定漏电流对器件性能的影响已超出产品要求。

得到所述漏极电流与栅极电压关系曲线前，需给定器件工作电压及衬底电压；所述器件工作电压为使器件工作于线性区或饱和区的任意电压值；所述器件衬底电压为任意合理电压值；所述跨导取值区间为小于栅极电压测试范围的任意合理电压值；所述预设判别标准为所述比值小于1.1。

本发明提供的一种半导体器件漏电流检测方法，包括：

获得亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线；

将所述亚阈值区漏极电流与栅极电压关系曲线分段，对各分段区间求跨导，获得具有第一峰值和第二峰值的亚阈值区跨导与栅极电压关系曲线；

计算跨导与栅极电压关系曲线内跨导第二峰值与两峰值之间跨导最小值的比值；