[发明专利]一种基于矢网测试的氮化镓器件载流子浓度分布分析方法

权利要求书

1.一种基于矢网测试的氮化镓器件载流子浓度分布分析方法，其特征是通过矢网测试器件在不同偏压下的散射参数，通过截止状态下的器件S参数去嵌表征出器件本征的散射参数，提取低频单频点状态下栅源电容及电压变化规律，进而提取出器件的载流子浓度分布；根据测试所得S参数计算得到器件的电流增益截止频率，根据电流增益截止频率及跨导与栅源电容与栅漏电容容值之和验证所提取栅源电容与栅漏电容容值之和的准确性；包括以下步骤：

1）测试器件截止状态下S参数提取器件外部寄生电容、电感；

2）测试器件散射参数提取低频单频点CV特性；

3）计算器件本征电流增益截止频率及电容随频率变化特性；

4）提取低频点电容随栅压的变化特性；

5）计算耗尽层深度，判定提取值得合理性；

6）求取器件的载流子浓度；

7）计算器件的载流子浓度分布；

所述步骤3）计算器件电流增益截止频率及电容随频率变化特性：利用器件本征散射参数值计算得到电流增益截止频率及直流测试所得跨导值计算得到理论栅源电容、栅漏电容之和判定所提取的栅源电容、栅漏电容是否合理；

电流增益截止频率与栅源电容栅漏电容之和存在如下关系

（1）

根据所提取的电流增益截止频率估算出栅源电容与栅漏电容之和，判断电容提取方式的准确性；

所述步骤4）提取低频点电容随栅压的变化特性：根据电流增益截止频率计算出栅源电容栅漏电容之和，提取低频点电容随栅压的变化特性，

电容公式提取栅源电容和栅漏电容公式为：

Cgs=imag（Y_int11）/（2*π*f） （2）

Cgd=imag（Y_int12）/（2*π*f） （3）。

2.根据权利要求1所述的一种基于矢网测试的氮化镓器件载流子浓度分布分析方法，其特征是所述步骤1）设计制备去嵌结构：去除焊盘、连接传输线、连接通孔等部分引起的寄生，表征器件的本征散射性能，具体为：由于应用的频率比较低，其焊盘电容的提取方法可采用在器件截止状态下测试器件的S参数，转化为Y参数计算得到pad电容；

C_pg=1/(2*π*freq)*imag(Y₁₁+2*Y₁₂)

C_pd=1/(2*π*freq)*imag(Y₂₂+2*Y₁₂)

连接通孔电感值可通过器件Z参数计算得到：

L_g=imag（Z₁₁-Z₁₂）/(2*pi*freq)

L_d=imag（Z₂₂-Z₁₂）/(2*pi*freq)

L_s=imag（Z₁₂）/(2*pi*freq)

可实现的功能为去除焊盘、连接传输线、连接通孔引起的寄生，表征器件的本征散射性能。

3.根据权利要求1所述的一种基于矢网测试的氮化镓器件载流子浓度分布分析方法，其特征是所述步骤2）测试器件散射参数获得器件本征参数：利用矢网完成对低频状态、单频点栅源电容、栅漏电容随偏压的变化及相应数值提取，提取准确的CV特性，同时避免最终载流子浓度分布计算过程中焊盘电容引入的影响。

4.根据权利要求1所述的一种基于矢网测试的氮化镓器件载流子浓度分布分析方法，其特征是所述步骤5）计算耗尽层深度，判定提取值得合理性：根据寄生电容、器件有源区面积、GaN的相对介电常数计算耗尽层深度，并根据耗尽层深度判定提取值得合理性；

单位面结电容：

(4)

耗尽层深度：

L（V）= （5）

根据上述提取的电容值以及工艺参数及相对介电常数等指标计算得到耗尽层深度值与工艺参数对比是否一致判定电容电压提取方式的准确性。