[发明专利]一种测量AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及C-V测试分析技术领域，尤其涉及一种测量AlGaN/GaNHEMT器件凹栅槽深度的方法。

背景技术

在研制GaN HEMT时，通过凹栅槽的方法获得器件的高跨导，而高的跨导可以提高器件的频率特性，因此凹栅槽深度的控制，直接影响着器件的特性。如果凹栅槽被刻蚀的深度过大，将降低2DEG的浓度，如果凹栅槽被刻蚀的深度过小，则难以实现高跨导的要求。

在器件制作时，采用ICP刻蚀技术对凹栅槽进行刻蚀的过程中，凹栅槽的深度难以精确的控制，刻完栅槽后，仅凭器件的电学特性曲线，不能得到凹栅槽深度的大小，直接影响了对器件特性的分析。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种测量AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的方法，以实现对AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的测量。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种测量AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的方法，包括：

步骤1：测量AlGaN/GaN HEMT器件的CV曲线；

步骤2：对CV曲线通过数学变形得到C^-2同栅压之间的关系，作C^-2-V图；

步骤3：对C^-2-V求微分，利用公式获得N(W)-V的关系；

步骤4：利用公式获得W(V)-C的关系；

步骤5：由于C与V的对应关系可得N(W)-W(V)的关系图；

步骤6：在已知外延层结构的前提下，通过耗尽层同凹栅槽之间的关系，获得凹栅槽的深度。

上述方案中，所述步骤1具体包括：采用LCR表测量器件在100KHz频率下的电容-电压值，得到电压在-12至5V下器件的C-V曲线。

上述方案中，所述步骤2具体包括：采用数学分析软件，对测量得到的C-V曲线进行变形，通过数学变形得到C^-2同栅压之间的关系，作C^-2-V图。

上述方案中，所述步骤3具体包括：采用数学分析软件，对C^-2-V求微分，利用公式获得N(W)-V的关系。

上述方案中，所述步骤4具体包括：采用数学分析软件，利用公式获得W(V)-C的关系。

上述方案中，所述步骤5具体包括：通过以上两个步骤得到的N(W)-V和W(V)-C的关系，以及C与V的对应关系可得N(W)-W(V)的关系图。

上述方案中，所述步骤6包括：假设刻蚀栅槽的深度为X，2DEG异质结界面到栅下表面距离为W，由C-V曲线测量推导得到W，由X+W＝(21-X)+2关系得到凹栅槽的深度X的值。

(三)有益效果

本发明采用CV的方法获得了器件的凹栅槽的深度的大小，利于实现对器件凹栅槽刻蚀工艺的有效监控，实现了对AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的测量。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1是本发明提供的测量AlGaN/GaN HEMT器件凹栅槽深度的方法流程图；

图2是测量得到的AlGaN/GaN HEMT器件的C-V曲线图；

图3是数学分析软件得到C^-2随所加栅压的曲线图；

图4是数学分析得到的载流子浓度随耗尽层宽度的变化曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面首先介绍本发明的实现原理。由耗尽层理论得到，HEMT器件的掺杂AlGaN层理论上均被耗尽，在栅上加负压时，耗尽层向GaN层扩展。这样耗尽层的宽度可以近似的等于深度。当V_g发生变化，耗尽层宽度W也变化。耗尽电容与电压V的关系如下：

C^-2＝2/[qε_sε₀N(W)A²]·(V_bi+V)…(1)