[发明专利]无衬底引出半导体器件的栅介质层陷阱密度的测试方法

权利要求书

1.一种无衬底引出半导体器件的栅介质层陷阱密度的测试方法，其特征在于半导体器件测试结构为三栅结构，两侧栅窄而中间栅宽，三个栅控制半导体器件测试结构的沟道的不同区域，具体测试方法包括：

A)控制半导体器件栅、源端和漏端的偏压设置，使器件沟道产生反型层，且持续一段时间T0，使部分反型层载流子被栅介质陷阱限制，此步骤定义为初始状态；

B)依次重复进行下述步骤1)～2)，形成循环一，同时在源端和漏端检测直流电流：

1)依次改变各端口偏压设置，使沟道产生的反型层载流子从漏端流出，这个过程共持续T1时间，控制T1长度，使被栅介质层陷阱限制的反型层载流子仍旧被限制，无法移动；

2)依次改变各端口偏压设置，使沟道再次形成反型层，同时断开沟道与漏端的通路，此时新形成的反型层载流子的来源是源端，这个过程持续T2时间；

C)交换源漏端，重新按照步骤B)测试，根据下述公式计算沟道区反型层载流子密度Qinv：

Qinv=(|Id1|+|Is1|)+(|Id2|+|Is2|)4qF1WL]]>

上式中，Is1/Is2为源端直流电流；Id1/Id2为漏端直流电流；标号1、2分别代表交换源漏端前后的两次测试，W为器件的沟道宽度；L为器件的沟道长度；q为单位电荷电量，q＝1.62×10^-19库仑；F₁为此循环的周期频率，F₁＝1/(T1+T2)；

D)再次进入初始状态，然后重复3)～4)，进行循环二测试，记录源端和漏端的直流电流：

3)依次改变各端口偏压设置，使沟道产生的反型层载流子从漏端流出，这个过程共持续T3时间，控制T3时间长度，使被栅介质层陷阱限制的反型层载流子从栅介质中排出，然后流入漏端；

4)依次改变各端口偏压设置，使沟道再次形成反型层，同时断开沟道与漏端的通路，此时新形成的反型层载流子的来源是源端，这个过程持续T4时间，

E)交换源漏端，重新按照D)步骤测试，根据下述公式计算沟道区反型层载流子密度Qtot：

Qtot=(|Id3|+|Is3|)+(|Id4|+|Is4|)4qF2WL]]>

上式中，Is3/Is4为源端直流电流；Id3/Id4为漏端直流电流；标号3、4分别代表交换源漏端前后的两次测试；W为器件的沟道宽度；L为器件的沟道长度；q为单位电荷电量，q＝1.62×10^-19库仑；F₂为此循环的周期频率，F₂＝1/(T3+T4)；

F)根据循环一测试结果和循环二测试结果，通过计算Qt＝Qtot-Qinv，得到栅介质层中的陷阱密度。