[发明专利]利用异质界面两侧电学性能变化识别界面特性的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种利用异质界面两侧电学性能变化识别界面特性的方法。

背景技术

信息技术的基础是微电子学，由多种多样半导体微电子器件所组成。以半导体微电子器件为基础的信息技术对于社会进步的影响是巨大并难以评估的。国际上普遍相信，半导体微电子学将继续发展并将继续牵涉到难以估计的巨大的商业和军用市场。目前各国和众多大企业均大力开展半导体微电子学的研究并关注其进展。

半导体微电子器件的基础是半导体异质结。这是由于半导体异质界面会形成势垒层，而垂直跨越界面势垒层的电流显示整流电学特性。以不同半导体异质界面为基础开发出难以计数的器件和应用电路，最基本的两端点半导体器件是半导体p-n结(二极管)和由半导体与金属组成的肖特基二极管。电流垂直跨越界面的器件导电特性主要反映界面层的变化，而异质界面是由上下层不同材料组成的。为了进行调整和设计，需要清楚了解半导体器件上下层不同材料的特性。因此，了解异质界面两侧不同材料的独自影响是一直在关注的重要问题。然而，目前仍然没有可以识别异质界面两侧不同材料独自影响的实验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用异质界面两侧电学性能变化识别界面特性的方法，该方法利用水平方向电流测量异质界面上下层材料的电压变化，可以清楚识别出界面的电学特性。

本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的：

一种利用异质界面两侧电学性能变化识别界面特性的方法，其步骤包括：

(1)在异质界面的上层材料和下层材料上分别设置若干个电接点，

(2)分别在异质界面的上层材料或下层材料上通电流；

(3)通过测量上层材料和下层材料的随电流改变的电压变化，分别得到异质界面上层材料和下层材料的电势分布；

(4)根据异质界面上层材料和下层材料的电势分布，确定界面的电学特性。

如果测得异质界面的上层材料或下层材料的电势在电流变换方向时呈线性对称分布，则界面材料的电学特性为电阻型势垒层，代表界面为非半导体特征。

如果测得异质界面的上层材料或下层材料的在电流变换方向时的电势分布呈不对称性，则界面材料的电学特性为电压型势垒层，代表界面为半导体特征。

本发明利用水平方向分别通以电流而测量异质界面上下层材料的电压随电流变换方向引起的变化。由测得的电势分布可以明显区别界面上下层材料的界面势垒是否具有半导体特征并通过分析确定界面势垒数值变化。用本发明提供的方法可以制备相应的实验仪器，用于界面(包括多种不同材料以及由半导体材料组成的微电子器件界面)分析与研究，也可以利用本发明设计新器件。

附图说明

图1为本发明异质界面样品电接点示意图；

图2为本发明实施例一异质界面样品的上层材料的电势分布图；

图3为本发明实施例一异质界面样品的下层材料的电势分布图；

图4为本发明实施例二异质界面样品的电势分布图；

图5为本发明实施例二异质界面样品的上层材料的电势分布图；

图6为本发明实施例二异质界面样品的下层材料的电势分布图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细描述。

图1为异质材料样品电接点示意图，样品的异质界面上层材料和样品的异质界面下层材料上分别对应连接八个电接点，其中阿拉伯数字表示电接点的序号。通过电接点1和4(I(1-4))或通过电接点5和8(I(5-8))分别给样品的异质界面上层材料和样品的异质界面下层材料通电流；然后测量样品接点1相对电接点4(V(1-4)时)或接点2相对电接点7(V(2-7)时)的电压分布；得到样品的电势分布。测量的公共电接点分别为4或7。